24G毫米波雷达在机车测距及避撞应用的探索

24G毫米波雷达在机车测距及避撞应用的探索

最近接到一个项目，需要在机车上设计一款雷达产品，主要用于轨道交通

方面的机车测距和避撞。在网上搜寻了一段时间，可以选择的有激光雷达、超

声波雷达、红外雷达和毫米波雷达。对比了各个雷达的特点，激光雷达具有探

测距离远，探测精确的特点，但是容易受到雨雾，特别是下雪和粉尘的干扰，

这个在轨道交通行业中适应性不是很好。超声和红外雷达，具有价格低，设计

简单的优点，但是同样容易受到温度变化的影响，在南方和北方会有很大的差别，另外探测的距离也有限。毫米波雷达探测的介质是电磁波，具有探测距离远、穿透能力强、环境适应性强以及实时性好等优点，尤其是波长较短者。

俗话说万事开头难！在搜寻了各大厂商的方案之后，最终选择了UMS 的

24G 雷达方案，选择这个方案有几点好处：

1）方案比较灵活，可以选择集成度高、设计相对简单的单发双收的雷达芯片。也可利用分立器件自由组合出多个收发结合的方案，这样可以探测更加精

准和扩展更广阔的探测范围。

2）拥有业界唯一的GaAs 工艺，工作温度范围为-40 度125 度，适用于机车工作环境。

3）开发工具和参考资料比较齐全。

在笔者的项目中，选择的是集成度较高的单芯片方案CHC2442-QPG。从图1 CHC2442-QPG 的内部架构，可以看出其内部集成了低噪声的VCO、Tx PA、混频器、接收LNA 和中频放大器等核心功能。只需加上DSP 处理单元就可以

完成雷达的功能设计。如图2 UMS 机车24G 雷达模块原理框图所示，雷达模块支持单发双收和一路视频，与车载控制单元之间通过CAN 总线以及以太网

进行通讯。