超宽带 (UWB) 雷达技术简介

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深入细节

典型的 UWB 应用需要两个传感器进行通信和操作，而 UWB 雷达只需一个设备即可。它采用类似于 UWB 测距概念的脉冲无线电技术，即发送一系列短 UWB 脉冲，但 UWB 雷达传感器无需第二个设备主动返回信号，而是测量初始脉冲序列被物体反射所需的时间。该雷达技术受益于 UWB 的底层精度，能够提供极其精确的读数，并能够检测以毫米为单位的运动。

单个UWB雷达传感器要接收并解读反射信号，首先必须由UWB天线拾取，然后由低噪声放大器 (LNA) 放大。为了处理频率，信号被馈入由本地振荡器供电的I/Q混频器。产生的基带信号可以使用模数转换器 (ADC) 进行数字化，然后馈入符号累加器，并将结果与已知的前导序列进行相关。

这会产生所谓的信道脉冲响应 (CIR)，它表示信道随时间的变化。这可以用来预测信号在传播过程中的失真情况。CIR 随时间变化的测量序列是 UWB 雷达设备的原始数据。

此外，可以利用多普勒效应的原理，测量反射物体移动时波频率的变化；它可用于计算速度以生成距离多普勒图。

这一过程使得使用 UWB 作为一种高效雷达设备成为可能，它不仅可以检测物体是否存在，还可以检测物体相对于传感器本身的移动方式，从而开辟了其他无线标准的全新应用世界。

汽车行业如何解锁新应用

UWB雷达潜力巨大，其特殊属性带来诸多优势。它的工作频率相对较低，通常在6至8 GHz之间，这些较低的波长使其能够高效地穿透衣物、塑料甚至汽车座椅等固体材料。

更重要的是，超宽带雷达的精准定位能力，加上其速度探测能力、低延迟和清晰信号，使其性能非常强大。这为一系列潜在应用提供了可能，包括存在和手势检测、入侵警报以及与更广泛的系统集成，以实现反应式自动化。

汽车行业是有望从超宽带测距和雷达技术中获益良多的行业之一。此前，汽车制造商在无钥匙进入等应用方面一直面临着安全标准较弱的困境，消费者因此面临车辆被盗和保险费上涨的风险。

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