SP毫米波雷达白皮书

SP25毫米波雷达白皮书湖南纳雷科技有限公司HunanNanoradarScienceandTechnologyCo.,Ltd.版本历史日期版本版本描述2016-08-221.0SP25白皮书第一版本目录WP001(v1.0)2016-08-22湖南纳雷科技有限公司I目录SP25毫米波雷达白皮书......................................................................................................11毫米波雷达介绍.............................................................................................................11.1什么是毫米波雷达................................................................................................11.2毫米波雷达发展历程............................................................................................12产品概述.........................................................................................................................22.1产品特征................................................................................................................22.2产品参数................................................................................................................22.3应用领域................................................................................................................33应用举例.........................................................................................................................43.1无人机自动防撞系统............................................................................................43.2雷达智能照明控制系统........................................................................................54结束语.............................................................................................................................7SP25毫米波雷达白皮书WP001(v1.0)2016-08-22湖南纳雷科技有限公司1SP25毫米波雷达白皮书摘要：SP25是湖南纳雷科技有限公司研发的一款紧凑型K波段雷达传感器，其体型小巧、灵敏度高、重量轻、易于集成、性价比高、性能稳定，具有测距与防碰撞功能，在无人机、工业机械、智慧照明、机器人、水文监测、铁路车辆安全等领域具有广泛的应用。关键字：SP25，体型小巧，毫米波雷达，性价比高1毫米波雷达介绍1.1什么是毫米波雷达毫米波雷达是一款通过发射与接收微波来感应物体的电子设备。毫米波的波长介于厘米波和光波之间，与厘米波传感器相比，毫米波传感器具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。与红外、激光、电视等光学传感器相比，毫米波传感器穿透烟、雾、灰尘的能力强，具有全天候（大雨天除外）全天时的特点。其抗干扰，反隐身能力也优于其他传感器。1.2毫米波雷达发展历程1842年，奥地利物理学家多普勒(Doppler,ChristianJohann)发现了电磁波的多普勒效应。近两百年来，人们将多普勒效应用于雷达，不断推陈出新。得益于电子科学的发展，雷达已经取得了长足的发展。其中K波段24GHz雷达是目前民用领域的主流产品，是ISM规定的全球通用的一个雷达工作频段，其发射与接收的电磁波频率范围在24.00-24.25GHz之间。在欧美国家汽车相关产品中使用24GHz防碰撞雷达已经是很普遍的技术。这使得雷达成为ACC巡航系统，汽车盲点检测系统，汽车防撞系统的主流检测方式。国家也出台相关法律法规，引导24GHz雷达用于车辆检测、工业防撞领域。国内相关技术发展较慢，湖南纳雷科技有限公司是国内较早涉足24GHz毫米波雷达传感器的公司，具有成熟的毫米波雷达传感器系统解决方案。产品概述WP001(v1.0)2016-08-22湖南纳雷科技有限公司22产品概述2.1产品特征SP25是业界一款轻巧的毫米波雷达传感器，能非常有效的利用无线电波测量目标的距离与速度。SP25具有同期业界最低功耗(0.5W)、最小体积(40mm×31mm×6mm)、30米测量距离、领先的性能、高性价比、集成的外设接口，成为24GHz雷达传感器中的佼佼者，树立避障，测距界的新标杆。图1SP25正面实物图2SP25天线面板级通信的UART接口默认速率115200bit/s，目标刷新率50Hz。通用的外部接口，可以快速与上位机或者其他MCU集成，节省用户的配置使用时间。2.2产品参数SP25是一款K波段毫米波雷达传感器系统，采用具有较高复杂度的FMCW调制模式，能检测运动目标的距离与速度，且具有较高的测距与测速精度。运动目标速度距离方向角度SP25采用一路发射天线和一路接收天线，收发天线分离设计，雷达收发链路具有较高隔离度；射频MMIC与天线的共面，可减小射频链路损耗。采用泰勒算法对天线方向图进行低副瓣综合，具有优于-15dB的副瓣抑制比，使SP25不容易受地面移动目标的干扰，可提高雷达的探测性能。产品概述WP001(v1.0)2016-08-22湖南纳雷科技有限公司3详细产品参数如表1：表1SP25主要参数参数条件最小值典型值最大值单位系统特性发射频率24.0024.20GHz发射功率（EIRP）12dBm调制方式FMCW更新率50Hz测距测速特性测距范围@0dBsm0.130m测速范围-7070m/s测距精度±0.1m测速精度1.2m/s多目标跟踪特性同时跟踪目标1个距离分辨率0.75m速度分辨率2.4m/s天线特性波束宽度方位面（-6dB）100deg俯仰面（-6dB）38deg副瓣电平方位面\俯仰面-15-16dB其他特性工作电压456VDC工作电流@5V/25℃90100110mA存储温度-60125℃工作温度-4085℃重量4g尺寸40x31x6(长x宽x高)mm2.3应用领域铁路车辆安全测距和防撞机器人安全测距和防碰撞无人机安全测距和防碰撞机械安全测距和防碰撞雷达智能照明控制系统水文监测船测距和防碰撞雷达与视觉传感器融合应用举例WP001(v1.0)2016-08-22湖南纳雷科技有限公司43应用举例3.1无人机自动防撞系统近几年，随着无人机市场的火热，大量无人机在空中遇到飞行障碍物，导致飞行困难现象时有发生，如图3所示，因而防撞问题也是制约无人机发展的关键挑战之一。毫米波雷达有相对于超声波5倍的探测距离，频率高，抗干扰能力强，已经成为无人机的标配附件。毫米波雷达体积小，分辨率高，功耗低等特点完全满足无人机对体积和功耗的苛刻要求。SP25是个人航拍无人机等超低空作业的消费级无人机（价格低于8000元）比较理想的选择。图3无人机“空难”SP25安装位置灵活，适用于各种型号的无人机平台，通过UART串口与无人机飞行控制系统直接互联。同时可根据应用需求同步安装一个或多个模块扩展飞行检测视角，向周围发射低功率电磁波束，捕获回波信号计算障碍物的距离。从而引导无人机飞行控制系统快速做出调整飞行方向的决策。当超过安全距离时，防撞系统（感知-规避系统）基本上可代替操控员完成相关计算，并自动触发规避其他飞行器的动作。应用举例WP001(v1.0)2016-08-22湖南纳雷科技有限公司5图4SP25在无人机防撞中的应用SP25在无人机防碰撞中的优势：1、低成本、低功耗；2、尺寸小、重量轻；3、精确、稳定的障碍物检测；4、测量距离远、抗干扰能力强。3.2雷达智能照明控制系统智能照明系统可作为智慧城市的核心子系统，运用无线Zigbee、GPRS等多种物联网和IT技术、毫米波雷达感应技术，同时兼具远程单灯开关、调光、检测等管控功能，并能实时感知道路车流量信息，开辟了城市照明“管理节能”的新篇章。但同时节能也是迫在眉睫的问题，各个城市陆续提出节能要求，期待在照明控制上做出调整。市场现有的智能灯控系统，存在以下问题：1、以不同时间段设定不同亮度作为“智能”控制策略，对环境的灵活适应性差，节能程度有限；2、采用传统的电力载波方式进行通信，成本高，维护难度大。应用举例WP001(v1.0)2016-08-22湖南纳雷科技有限公司6针对目前路灯灯控系统存在的问题，采用SP25毫米波雷达作为智能感知模块，由雷达传感器探测是否有行人、车辆经过本路段，以给出亮灯策略，实现对路灯真正意义上的智能控制。图5城市智能照明系统一台雷达传感器可为3~5盏路灯提供目标的距离、速度信息，其探测数据传给灯控系统。节能方式：19:00-1:00，车人较多，平均功率为70%；1:00-5:00，车人较少，道路平均功率为20%。120WLED路灯使用纳雷智能照明控制传感器前后对比（按照1元/KWh），功率平均下降50%,每年每10万盏灯可节约费用约1825万元。为智能化城市建设、能源的合理节省做出贡献。SP25在智慧照明中的优势：1、易于维护；2、节能效果好；3、成本低，易于集成。结束语WP001(v1.0)2016-08-22湖南纳雷科技有限公司7图6SP25在智慧照明领域的应用场景4结束语纳雷科技SP25产品是国内性价比非常高的短距离防碰撞毫米波雷达传感器，该产品可以满足急剧增长的工业控制、无人机、智慧照明、安防、体育运动及相关领域需求。与我们熟知的近距离红外传感器不同，此传感器采用对人体完全无害的低功率电磁波进行检测。同时目标，我们提供优质的售后服务，详细的使用手册，为您解决使用中的困难。湖南纳雷科技Tel.：0731-88939916长沙高新区文轩路27号E-Mail：[e-mail]麓谷企业广场B7栋URL：