三频段雷达之比较教学文案.doc

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
6.765–6.795 MHz
6.780 MHz
取决于当地
13.553–13.567 MHz
13.560 MHz

26.957–27.283 MHz
27.120 MHz

40.66–40.70 MHz
40.68 MHz

433.05–434.79 MHz
433.92 MHz

902–928 MHz
915 MHz Region 2 only

2.400–2.500 GHz
2.450 GHz

5.725–5.875 GHz
5.800 GHz

24–24.25 GHz
24.125 GHz

61–61.5 GHz
61.25 GHz
取决于当地
122–123 GHz
122.5 GHz
取决于当地
244–246 GHz
245 GHz

通过中国无线电管理官方网站(
在“微功率”设备中提及：
ü 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：

另外<中华人民共和国无线电频率划分规定>，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
10—10.45
固定
移动
无线电定位
[业余]

5.479

10—10.45
固定
移动
无线电定位
[业余]

10—10.45
固定
移动
无线电定位
[业余]

5.479
10.15—10.3
固定
10.3—10.45
将予规划

10.45—10.5
无线电定位
固定
移动
[业余]
[卫星业余]
10.45—10.5
无线电定位
[业余]
[卫星业余]
10.45—10.5
无线电定位
[业余]
[卫星业余]

10.45—10.5
无线电定位
[业余]
[卫星业余]

5.481
10.5—10.55
固定
移动
无线电定位
10.5—10.68
固定
无线电定位

10.5—10.68
固定

10.5—10.55
固定
移动
无线电定位
10.55—10.6
固定
移动（航空移动除外）
无线电定位
10.55—10.6
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
779.125-787.875MHz
797.125-805.875MHz
F3E, F8W
10mW or less

779.250-787.750MHz and
797.250-805.750MHz
F3E, F8W
10mW or less

779.250-787.750MHz and
797.250-805.750MHz
F3E, F8W
10mW or less
无线电定位设备
Radiolocation equipment
10.525GHz (10.51 - 10.54GHz)
24.2GHz (24.15 - 24.25GHz)
A2N, N0N or P0N
0.1W or less
民用电台
Citizen radio
26.968MHz, 26.976MHz, 27.040MHz, 27.080MHz, 27.088MHz, 27.112MHz, 27.120MHz, 27.144MHz
A3E
0.5W or less
无绳电话
Cordless telephone
辅助站 : 253.8625 - 254.9625MHz
主站: 380.2125 - 381.3125MHz
F1D
F2 ABCDNX
F3E
0.01W or less
低功率无线安全设备
Low-power security radio
426.25 - 426.8375MHz
F1D, F2D
G1D
10mW or less
2.4GHz 低功率数据通信系统
2.4 GHz band low-power data communication system
2,400 - 2,483.5MHz
5180, 5200, 5220, 5240, 5260, 5280, 5300, 5320MHz
On board aircraft; 5180, 5200, 5220, 5240 only
5500, 5520, 5540, 5560, 5580, 5600, 5620, 5640, 5660, 5680, or 5700MHz
FH
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 - 469.4875MHz
C-ch : 429.925, 449.825, 449.8875, 469.4875MHz
(8) 1216.0125 - 1216.9875MHz
(9) 1252.0125 - 1252.9875MHz
C-ch : 1216.0125, 1216.5125, 1252.0125, 1252.5125MHz
(10) 1216.000 - 1217.000MHz
(11) 1252.000 - 1253.000MHz
C-ch: 1216.000, 1252.000MHz
F1 DF, F2 DF, F7 DF
G1 DF, G2 DF, G7 DF
D1 DF, D2 DF, D7 DF
(1), (4) : 0.001W or less
其他 : 0.01W or less
寻呼机
Radio pager
429.7500MHz
429.7625MHz
429.7750MHz
429.7875MHz
429.8000MHz
F1B, F2B, F3E
G1B, G2B
0.01W or less
无线麦克风
Radio microphone
74.58MHz
74.64MHz
74.70MHz
74.76MHz
F3E or F8W
0.01W or less

(1) 322.025-322.15MHz
(2) 322.25-322.4MHz
F1D, F2D, F3E, F8W, F9W
(应具有电话传输能力)
0.001W or less

806.125 - 809.75MHz
F1D, 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 - 422.3000MHz
F1 DE, F2 DE, F3E, F7W
G1 DE, G2 DE, G7 EW
D1 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 - 422.1875MHz
C-ch: 1 each for (1), (2) and (3)
F1 DE, F2 DE, F3E, F7W
G1 DE, G2 DE, G7 EW
D1 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 - 454.19375MHz
F2D, F3E (F3E 是必不可少的.)
0.001W or less
医用遥测计
Medical telemeter
A part of 420 - 450MHz band
F1D, F2D, F3D, F7D, F8D, F9D
FM - FM, Binary FSK
1mW or less

A part of 420 - 450MHz band
F7D, F8D, F9D
FM - FM, Binary FSK
1mW or less

A part of 420 - 450MHz band
F7D, F8D, F9D, G7D
FM - FM, GMSK
1mW or less

A part of 420 - 450MHz band
F7D, F8D, F9D, G7D
FM-FM, GMSK
1mW or less

A part of 420 - 450MHz band
F7D, F8D, F9D, G7D
PWM-FM, GMSK
10mW or less
用于移动物体识别的无线设备
Radio equipment used for identification of moving objects
2441.750MHz
(频率带宽 : 2400 - 2483.50MHz)
Frequency hopping
10mW/MHz or less
3mW/MHz or less (针对2427 - 2470.75MHz)

2448.875MHz
(频率带宽: 2427 - 2470.75MHz)
N0N
A1D, AXN
F1D, F2D
G1D
0.01W or less

953.5MHz
(频率带宽: 952-955MHz)
N0N, A1D ,AXN, H1D, R1D, J1D ,F1D, F2D, G1D
0.01W or less
毫米波雷达
Millimeter wave radar
60.5GHz (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 transmission
59 - 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)
75.8MHz
F3E
0.01W or less
针对助听器的无线麦克风
Radio microphone for hearing aid
75.2125 - 75.5875MHz
F3E
F8W
0.01W or less
用于自动医疗设备的数据传输
data transmission for self-contained medical instruments
402MHz to 405MHz
A1D, F1D, G1D
25µW
用于国际运输工具的数据传输
data transmission used for international transportation
Assigned 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 tranmission
312-315.25MHz
-
312 MHz - 315.05 MHz: 250 µW or less
315.05 MHz - 315.25 MHz: 25 µW 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
24．125GHz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
5V±0.25V
工作电流DC 5V(CW)
32mA max.
启动时间
3μSec
噪音
5 μVrms
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
-86dBm
3Hz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*7.8mm

3、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
24
24.125
24.25
GHz

输出功率
Pout

typ.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
-20

60
°C

工作电流
Icc

30
40
mA
持续工作
工作电压
Vcc

5.5typ

V

脉宽
tpulse

10

us
提供电压10us后开始震荡
IF输出

-300

300
mV

外型尺寸
mm

25*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 http://www.its-
北京川速微波科技有限公司
北京华通至远技术有限公司
中国铁科院
南京莱斯信息有限公司
宁波雷神科技有限公司
车载：深圳比亚迪
惠州华阳电子
医疗：中科院深圳先进院

国外有几家采用innosent公司模块做应用的公司：
日本 http://www.ptm-co.jp/
德国 www.attingimus-nt.de/

对于模块，生产厂家大都在国外，除了德国innosent仅仅提供模块外，大部分都以提供系统为主，而且集中在交通领域。
德国innosent公司 www.innosent.de
俄国 olvia公司
瑞典 siversima公司
美国 ducommun公司

而国内10.525GHz的雷达模块大部分来自新加坡以及国内的一些仿制公司。应用范围基本就是自动门领域。
新加坡新科电子公司
应用商家：
上海威佛微电子有限公司

深圳西柯南公司
http://www.cknan-

国内5.8GHz的微波雷达基本上用在两个方面：一是微波感应灯；二是雷达物位计。
宁波普迪
北京亚捷隆测控公司 SITRANS Probe LR雷达液位计(应该是代理西门子的产品)
深圳华域兴公司应该是家贸易公司。

从大局上看，国内在研制雷达模块方面还是相对很弱，大部分企业仍旧是处在后端处理以及整合方面。
而另外值得关注的就是77-79GHz 频段，这个频段波长更小，因此可以进行更远距离的探测，一般用在汽车的前车防撞上，但是这么高频段目前大公司都在研发集成电路。
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除