三频段雷达之比较

精品文档三频段雷达之比较这里指的三频段分别是5.8GHz、10.525GHz、24.125GHz。目前市面上使用的雷达模块都是基于以上三个频段。一、频段ISM(Industrial Scientific Medical) Band，是由ITU-R(ITU Radio-communication Sector，国际通信联盟无线电通信局)定义的。此频段主要是开放给工业，科学、医学，三个主要机构使用，属于Free License，无需授权许可，只需要遵守一定的发射功率(一般低于1W)，并且不要对其它频段造成干扰即可。由ITU-R定义的ISM频段如下：频率范围（Hz） 中心频率（Hz） 可行性 6.7656.795 MHz6.780 MHz 取决于当地13.55313.567 MHz13.560 MHz 26.95727.283 MHz 27.120 MHz40.6640.70 MHz 40.68 MHz 433.05434.79 MHz 433.92 MHz 902928 MHz 915 MHz Region 2 only 2.4002.500 GHz 2.450 GHz 5.7255.875 GHz 5.800 GHz 2424.25 GHz 24.125 GHz 6161.5 GHz 61.25 GHz 取决于当地122123 GHz 122.5 GHz 取决于当地244246 GHz 245 GHz 通过中国无线电管理官方网站(/)对应的设备使用频段：(/NewsShow1460.aspx)在“微功率”设备中提及： G类设备 1.使用频率：24.00-24.25GHz 2.发射功率限值:不大于20mW(e.i.r.p)在”车辆测距雷达”设备中提及：1.使用频率为：76-77GHz 2.峰值等效全向辐射功率限值：55dBm另外，根据中国无线电管理网站()上的信息(关于使用5.8GHz 频段频率事宜的通知)，自2009年9月5日起，5725-5850MHz 频段作为点对点或点对多点扩频通信系统、高速无线局域网、宽带无线接入系统、蓝牙技术设备及车辆无线自动识别系统等无线电台站的共用频段。符合技术要求的无线电通信设备在5725-5850MHz 频段内与无线电定位业务及工业、科学和医疗等非无线通信设备共用频率，均为主要业务。并且明确规定：生产、进口、销售和设置使用的无线电发射设备均须取得国家无线电管理机构核发的型号核准证。(参考网址：/NewsShow1362.aspx)。另外，截取对应的频段如下：无线电频率划分表（GHz）中华人民共和国无线电频率划分国际电联第三区无线电频率划分中 国 内 地中 国 香 港中 国 澳 门1010.45 固定 移动 无线电定位 业余 5.479 1010.45 固定 移动 无线电定位 业余1010.45 固定 移动 无线电定位 业余 5.479 10.1510.3 固定10.310.45 将予规划10.4510.5 无线电定位 固定 移动 业余 卫星业余10.4510.5 无线电定位 业余 卫星业余10.4510.5 无线电定位 业余 卫星业余10.4510.5 无线电定位 业余 卫星业余 5.481 10.510.55 固定 移动 无线电定位10.510.68 固定 无线电定位10.510.68 固定10.510.55 固定 移动 无线电定位10.5510.6 固定 移动（航空移动除外） 无线电定位10.5510.6 固定 移动（航空移动除外） 无线电定位引申至5.150条款，有明确规定：可见，10.525GHz并不在其中。不过基于国内有部分自动门厂商采用了10.525GHz的雷达模块，因此从邻国日本的频率划分上可能可以得到一些解释。下面是日本低功率无线频段划分及其功率要求的列表：列表从两个方面进行介绍，一是电信终端产品所使用的频率；二是普通的民用频段。常见电信终端产品所使用的频率有800MHz, 1.5GHz, 1.7GHz, 2GHz, 2,5GHz。日本的电信频段主要采用TDMA, CDMA, TD-CDMA和WCDMA四种制式。在普通的民用频段中最常见的民用频段就要属2.4GHz ISM 频段的蓝牙和WI-FI所用频率了，但考虑到成本，技术，版权等等问题，很多产品都会考虑采用其他调制或者频率来实现所需要的功能。表一中罗列的满足要求的所有低功率无线设备频率。表一 低功率无线设备使用领域 允许频率或指定频率 调制方式限制 天线端功率限值 特定的无线麦克风 Specified radio microphone 779.125-787.875MHz797.125-805.875MHzF3E, F8W10mW or less779.250-787.750MHz and797.250-805.750MHzF3E, F8W10mW or less779.250-787.750MHz and797.250-805.750MHzF3E, F8W10mW or less无线电定位设备 Radiolocation equipment10.525GHz (10.51 - 10.54GHz)24.2GHz (24.15 - 24.25GHz)A2N, N0N or P0N0.1W or less民用电台 Citizen radio26.968MHz, 26.976MHz, 27.040MHz, 27.080MHz, 27.088MHz, 27.112MHz, 27.120MHz, 27.144MHzA3E0.5W or less无绳电话 Cordless telephone辅助站 : 253.8625 - 254.9625MHz主站: 380.2125 - 381.3125MHzF1DF2 ABCDNXF3E0.01W or less低功率无线安全设备 Low-power security radio426.25 - 426.8375MHzF1D, F2DG1D10mW or less2.4GHz 低功率数据通信系统 2.4 GHz band low-power data communication system2,400 - 2,483.5MHz5180, 5200, 5220, 5240, 5260, 5280, 5300, 5320MHzOn board aircraft; 5180, 5200, 5220, 5240 only5500, 5520, 5540, 5560, 5580, 5600, 5620, 5640, 5660, 5680, or 5700MHzFH OFDM OFDM Others (1) FH, FH+DS, FH+OFDM: 3mW/MHz( 2427 - 2470.75MHz)(2) 除(1)以外的DS : 10mW/MHz(3) 除(1)以外的OFDM(4) 除 了(1), (2) & (3) : 10mW遥测/遥控无线电设备 Telemeter/Telecontrol Radio Equipment(1) 426.025 - 426.1375MHz(2) 429.1750 - 429.2375MHz(3) 429.2500 - 429.7375MHz(4) 426.0375 - 426.1125MHz(5) 429.8125 - 429.925MHz(6) 449.7125 - 449.8875MHz(7) 469.4375 - 469.4875MHzC-ch : 429.925, 449.825, 449.8875, 469.4875MHz(8) 1216.0125 - 1216.9875MHz(9) 1252.0125 - 1252.9875MHzC-ch : 1216.0125, 1216.5125, 1252.0125, 1252.5125MHz(10) 1216.000 - 1217.000MHz(11) 1252.000 - 1253.000MHzC-ch: 1216.000, 1252.000MHzF1 DF, F2 DF, F7 DFG1 DF, G2 DF, G7 DFD1 DF, D2 DF, D7 DF(1), (4) : 0.001W or less其他 : 0.01W or less寻呼机 Radio pager429.7500MHz429.7625MHz429.7750MHz429.7875MHz429.8000MHzF1B, F2B, F3EG1B, G2B0.01W or less无线麦克风 Radio microphone 74.58MHz74.64MHz74.70MHz74.76MHzF3E or F8W0.01W or less(1) 322.025-322.15MHz(2) 322.25-322.4MHzF1D, F2D, F3E, F8W, F9W (应具有电话传输能力)0.001W or less806.125 - 809.75MHzF1D, F2D, F3E, F8W, F9W (应具有电话传输能力)0.01W or less无线电话 Radiotelephone(1) 421.8125 - 421.925MHz(2) 440.2625 - 440.375MHz(3) 422.2000 - 422.3000MHzF1 DE, F2 DE, F3E, F7WG1 DE, G2 DE, G7 EWD1 DE, D2 DE, D3E, D7 EW(应具有电话传输能力)0.01W or less(1) 421.5750 - 421.8000MHz(2) 440.0250 - 440.2500MHz(3) 422.0500 - 422.1875MHzC-ch: 1 each for (1), (2) and (3)F1 DE, F2 DE, F3E, F7WG1 DE, G2 DE, G7 EWD1 DE, D2 DE, D3E, D7 EW(应具有电话传输能力)0.01W or less(1) 413.70 - 414.14375MHz(2) 454.05 - 454.19375MHzF2D, F3E (F3E 是必不可少的.)0.001W or less医用遥测计 Medical telemeterA part of 420 - 450MHz bandF1D, F2D, F3D, F7D, F8D, F9DFM - FM, Binary FSK1mW or lessA part of 420 - 450MHz bandF7D, F8D, F9DFM - FM, Binary FSK1mW or lessA part of 420 - 450MHz bandF7D, F8D, F9D, G7DFM - FM, GMSK1mW or lessA part of 420 - 450MHz bandF7D, F8D, F9D, G7DFM-FM, GMSK1mW or lessA part of 420 - 450MHz bandF7D, F8D, F9D, G7DPWM-FM, GMSK10mW or less用于移动物体识别的无线设备 Radio equipment used for identification of moving objects2441.750MHz(频率带宽 : 2400 - 2483.50MHz)Frequency hopping10mW/MHz or less3mW/MHz or less (针对2427 - 2470.75MHz)2448.875MHz(频率带宽: 2427 - 2470.75MHz)N0NA1D, AXNF1D, F2DG1D0.01W or less953.5MHz(频率带宽: 952-955MHz)N0N, A1D ,AXN, H1D, R1D, J1D ,F1D, F2D, G1D0.01W or less毫米波雷达 Millimeter wave radar60.5GHz (60.0 - 61.0GHz)76.5GHz (76.0 - 77.0GHz)-0.01W or less针对毫米波可视传输或数据传输的无线设备 Radio equipment for millimeter wave visual transmission or data transmission59 - 66GHz-0.01W or less针对移动物体的探测传感器 Detection sensor of moving objects(1) 10.525GHz (10.5 - 10.55GHz) (2) 24.15GHz (24.05 - 24.25GHz)(10.525GHz频段只能在室内使用)-0.01W or less语音协助无线电话 Voice assist radiotelephone (radiotelephone as landmark)75.8MHzF3E0.01W or less针对助听器的无线麦克风 Radio microphone for hearing aid75.2125 - 75.5875MHzF3EF8W0.01W or less用于自动医疗设备的数据传输 data transmission for self-contained medical instruments402MHz to 405MHzA1D, F1D, G1D25W用于国际运输工具的数据传输 data transmission used for international transportationAssigned frequency : 433.92MHz(Designated frequency band : 433.67-434.17MHz)-针对数据控制设备：-起动信号: 0.1mW or less (EIRP)- 其他 : 0.4mW or less (EIRP)针对数据传输设备：- 1.0mW or less(EIRP)测距器，遥控设备或数据传输设备 telemeter, telecontrol or data tranmission312-315.25MHz-312 MHz - 315.05 MHz: 250 W or less315.05 MHz - 315.25 MHz: 25 W or less这里定义了10.525GHz频段用于探测物体，但是仅限于室内使用。因此我们可以认为国内低功率市场上10.525GHz有着一定的市场占有率，但是相对存在的风险也会大些。二、频段比较相比较其他方式探测器，采用雷达作为探测器的优点如下：1、非接触探测；2、不受温度、湿度、噪声、气流、尘埃、光线等影响，适合恶劣环境；3、抗射频干扰能力强；4、输出功率小，对人体构不成危害；5、可以远距离探测。下面先阐述一下各频段雷达模块的特点：A) 5.8GHz雷达模块：价格经济，性价比高，用于储罐以及简单过程容器中液体和浆液的液位/ 体积监测，适于搅动的介面，对严重挂料和冷凝物堆积不敏感，可以满足大部分液位测量的要求。它的测量不受化学蒸汽、温度梯度、真空或是高压的影响，特别适用于化工、食品、水处理、储罐等行业。5.8GHz的低频(在北美6.3GHz)抗冷凝液和挂料，是液体储存的理想应用。B) 10.525GHz雷达模块：采用10.525GHz的微波与采用较低频段波相比有以下优点： 1.良好的定向性，很容易控制微波探头的作用范围。2、微波在传输过程中较易被衰减、吸收和反射，遇到墙壁等遮挡物时会被遮挡，因此墙壁等遮挡物外的物体对其干扰很小。C) 24.125GHz雷达模块24125GHz雷达传感器是通过发射与接收频率都是24.125GHz左右的微波来感应物体的。24.125GHz雷达传感器可以探测物体的存在，测量物体的运动速度，静止距离，物体所处角度等，采用平面微带技术，具有体积小、集成化程度高、感应灵敏等特点。另外由于频率较高，目前该频率上商用很少，因此频谱纯度很高。24.125GHz雷达传感器是在雷达测速仪，水位计，汽车ACC辅助巡航系统，自动门感应器等方面扮演着重要角色。下面是几种频率下的雷达模块比较：1、24. 125GHz在频率上高出10.525GHz大约2.3倍，在雷达传感器工作时，前者产生的多普勒频差也远远大于后者，这样可以较容易的辨别低频干扰和信号，尤其在探测慢速运动的物体时，24. 125GHz频率的抗干扰性能要优于10.525GHz。下图是频率比较的示意图。而在探测需要防止诸如鼠类引起的误报场合时，则10.525GHz有优势。2、24. 125GHz雷达的定位精度高于10.525GHz雷达。3、24.125GHz微波传感器是国际通用的民用频段的传感器。传感器工作极为可靠，感应范围容易控制，避免了低频微波如5.8GHz等频段的微波场强波束覆盖不均造成的感应距离不稳定等弊端。4、频率越低的雷达模块，平面化就越麻烦，特别是天线制作上，越难实现平面微带，而需要改用偶极子或波导天线。5、频率越低的雷达模块，所需要的器件大众化，较容易买到，而24.125GHz模块器件仅有几家世界性的大公司出产，购货渠道相对麻烦。下面将分别给出几种雷达模块的实际产品。1、5.8GHz雷达模块2、10.525GHz雷达模块模块技术参数发射发射频率10.525 GHz频率设置误差精度 5 MHz输出功率(最小) 13dBm EIRP工作电压5V0.25V工作电流DC 5V(CW)32mA max.启动时间3Sec噪音5 Vrms谐波发射 -10dBm脉冲工作模式 平均电流 (频率2K，发射占空比2%)1.8mA typ.接收灵敏度(10dB S/N ratio)3Hz至80Hz 带宽-86dBm3Hz至80Hz带宽杂波8uV增益8dBi垂直面3dB波束宽度42度水平面 3dB 波束宽度85度其他MC420S具有超强的抗电磁干扰能力，因而在生产过程有较强的防静电特性，工作期间的稳定性表现非常良好，工作寿命长等特点。体积: 46.7*40*7.8mm3、24.125GHz雷达模块技术参数型号符号最小值典型值最大值单位注释发射频率fstan dard 2424.12524.25GHz输出功率Pouttyp.16dBm天线式样水平方向typ.80垂直方向typ.32旁瓣抑制比水平方向typ.13dB垂直方向typ.13dB工作温度Top-2060C工作电流Icc3040mA持续工作工作电压Vcc5.5typV脉宽tpulse10us提供电压10us后开始震荡IF输出-300300mV外型尺寸mm25*25*7可以从上述三种产品来看，外形尺寸越来越小，集成化程度越来越高。三、市场情况目前国内24.125GHz的雷达模块全部通过进口获得。国内已有一定规模的公司提供24.125GHz的对应产品，覆盖自动门、安防、交通等领域。自动门：宁波弗莱特昆山浩志广州鑫志灏上海冠引等交通：上海慧昌智能交通系统有限公司 北京川速微波科技有限公司 /北京华通至远技术有限公司 http:/www.bjhtzy.ne