三頻段雷達(dá)之比較.doc

三頻段雷達(dá)之比較這里指的三頻段分別是5.8GHz、10.525GHz、24.125GHz。目前市面上使用的雷達(dá)模塊都是基于以上三個(gè)頻段。一、頻段ISM(Industrial Scientific Medical) Band，是由ITU-R(ITU Radio-communication Sector，國(guó)際通信聯(lián)盟無(wú)線(xiàn)電通信局)定義的。此頻段主要是開(kāi)放給工業(yè)，科學(xué)、醫(yī)學(xué)，三個(gè)主要機(jī)構(gòu)使用，屬于Free License，無(wú)需授權(quán)許可，只需要遵守一定的發(fā)射功率(一般低于1W)，并且不要對(duì)其它頻段造成干擾即可。由ITU-R定義的ISM頻段如下：頻率范圍（Hz） 中心頻率（Hz） 可行性 6.7656.795 MHz6.780 MHz 取決于當(dāng)?shù)?3.55313.567 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 取決于當(dāng)?shù)?22123 GHz 122.5 GHz 取決于當(dāng)?shù)?44246 GHz 245 GHz 通過(guò)中國(guó)無(wú)線(xiàn)電管理官方網(wǎng)站(/)對(duì)應(yīng)的設(shè)備使用頻段：(/NewsShow1460.aspx)在“微功率”設(shè)備中提及： G類(lèi)設(shè)備 1.使用頻率：24.00-24.25GHz 2.發(fā)射功率限值:不大于20mW(e.i.r.p)在”車(chē)輛測(cè)距雷達(dá)”設(shè)備中提及：1.使用頻率為：76-77GHz 2.峰值等效全向輻射功率限值：55dBm另外，根據(jù)中國(guó)無(wú)線(xiàn)電管理網(wǎng)站()上的信息(關(guān)于使用5.8GHz 頻段頻率事宜的通知)，自2009年9月5日起，5725-5850MHz 頻段作為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)擴(kuò)頻通信系統(tǒng)、高速無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、寬帶無(wú)線(xiàn)接入系統(tǒng)、藍(lán)牙技術(shù)設(shè)備及車(chē)輛無(wú)線(xiàn)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)等無(wú)線(xiàn)電臺(tái)站的共用頻段。符合技術(shù)要求的無(wú)線(xiàn)電通信設(shè)備在5725-5850MHz 頻段內(nèi)與無(wú)線(xiàn)電定位業(yè)務(wù)及工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療等非無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備共用頻率，均為主要業(yè)務(wù)。并且明確規(guī)定：生產(chǎn)、進(jìn)口、銷(xiāo)售和設(shè)置使用的無(wú)線(xiàn)電發(fā)射設(shè)備均須取得國(guó)家無(wú)線(xiàn)電管理機(jī)構(gòu)核發(fā)的型號(hào)核準(zhǔn)證。(參考網(wǎng)址：/NewsShow1362.aspx)。另外，截取對(duì)應(yīng)的頻段如下：無(wú)線(xiàn)電頻率劃分表（GHz）中華人民共和國(guó)無(wú)線(xiàn)電頻率劃分國(guó)際電聯(lián)第三區(qū)無(wú)線(xiàn)電頻率劃分中 國(guó) 內(nèi) 地中 國(guó) 香 港中 國(guó) 澳 門(mén)1010.45 固定 移動(dòng) 無(wú)線(xiàn)電定位 業(yè)余 5.479 1010.45 固定 移動(dòng) 無(wú)線(xiàn)電定位 業(yè)余1010.45 固定 移動(dòng) 無(wú)線(xiàn)電定位 業(yè)余 5.479 10.1510.3 固定10.310.45 將予規(guī)劃10.4510.5 無(wú)線(xiàn)電定位 固定 移動(dòng) 業(yè)余 衛(wèi)星業(yè)余10.4510.5 無(wú)線(xiàn)電定位 業(yè)余 衛(wèi)星業(yè)余10.4510.5 無(wú)線(xiàn)電定位 業(yè)余 衛(wèi)星業(yè)余10.4510.5 無(wú)線(xiàn)電定位 業(yè)余 衛(wèi)星業(yè)余 5.481 10.510.55 固定 移動(dòng) 無(wú)線(xiàn)電定位10.510.68 固定 無(wú)線(xiàn)電定位10.510.68 固定10.510.55 固定 移動(dòng) 無(wú)線(xiàn)電定位10.5510.6 固定 移動(dòng)（航空移動(dòng)除外） 無(wú)線(xiàn)電定位10.5510.6 固定 移動(dòng)（航空移動(dòng)除外） 無(wú)線(xiàn)電定位引申至5.150條款，有明確規(guī)定：可見(jiàn)，10.525GHz并不在其中。不過(guò)基于國(guó)內(nèi)有部分自動(dòng)門(mén)廠(chǎng)商采用了10.525GHz的雷達(dá)模塊，因此從鄰國(guó)日本的頻率劃分上可能可以得到一些解釋。下面是日本低功率無(wú)線(xiàn)頻段劃分及其功率要求的列表：列表從兩個(gè)方面進(jìn)行介紹，一是電信終端產(chǎn)品所使用的頻率；二是普通的民用頻段。常見(jiàn)電信終端產(chǎn)品所使用的頻率有800MHz, 1.5GHz, 1.7GHz, 2GHz, 2,5GHz。日本的電信頻段主要采用TDMA, CDMA, TD-CDMA和WCDMA四種制式。在普通的民用頻段中最常見(jiàn)的民用頻段就要屬2.4GHz ISM 頻段的藍(lán)牙和WI-FI所用頻率了，但考慮到成本，技術(shù)，版權(quán)等等問(wèn)題，很多產(chǎn)品都會(huì)考慮采用其他調(diào)制或者頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)所需要的功能。表一中羅列的滿(mǎn)足要求的所有低功率無(wú)線(xiàn)設(shè)備頻率。表一 低功率無(wú)線(xiàn)設(shè)備使用領(lǐng)域 允許頻率或指定頻率 調(diào)制方式限制 天線(xiàn)端功率限值 特定的無(wú)線(xiàn)麥克風(fēng) 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無(wú)線(xiàn)電定位設(shè)備 Radiolocation equipment10.525GHz (10.51 - 10.54GHz)24.2GHz (24.15 - 24.25GHz)A2N, N0N or P0N0.1W or less民用電臺(tái) Citizen radio26.968MHz, 26.976MHz, 27.040MHz, 27.080MHz, 27.088MHz, 27.112MHz, 27.120MHz, 27.144MHzA3E0.5W or less無(wú)繩電話(huà) Cordless telephone輔助站 : 253.8625 - 254.9625MHz主站: 380.2125 - 381.3125MHzF1DF2 ABCDNXF3E0.01W or less低功率無(wú)線(xiàn)安全設(shè)備 Low-power security radio426.25 - 426.8375MHzF1D, F2DG1D10mW or less2.4GHz 低功率數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) 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遙測(cè)/遙控?zé)o線(xiàn)電設(shè)備 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尋呼機(jī) Radio pager429.7500MHz429.7625MHz429.7750MHz429.7875MHz429.8000MHzF1B, F2B, F3EG1B, G2B0.01W or less無(wú)線(xiàn)麥克風(fēng) 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 (應(yīng)具有電話(huà)傳輸能力)0.001W or less806.125 - 809.75MHzF1D, F2D, F3E, F8W, F9W (應(yīng)具有電話(huà)傳輸能力)0.01W or less無(wú)線(xiàn)電話(huà) 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(應(yīng)具有電話(huà)傳輸能力)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(應(yīng)具有電話(huà)傳輸能力)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醫(yī)用遙測(cè)計(jì) 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用于移動(dòng)物體識(shí)別的無(wú)線(xiàn)設(shè)備 Radio equipment used for identification of moving objects2441.750MHz(頻率帶寬 : 2400 - 2483.50MHz)Frequency hopping10mW/MHz or less3mW/MHz or less (針對(duì)2427 - 2470.75MHz)2448.875MHz(頻率帶寬: 2427 - 2470.75MHz)N0NA1D, AXNF1D, F2DG1D0.01W or less953.5MHz(頻率帶寬: 952-955MHz)N0N, A1D ,AXN, H1D, R1D, J1D ,F1D, F2D, G1D0.01W or less毫米波雷達(dá) Millimeter wave radar60.5GHz (60.0 - 61.0GHz)76.5GHz (76.0 - 77.0GHz)-0.01W or less針對(duì)毫米波可視傳輸或數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線(xiàn)設(shè)備 Radio equipment for millimeter wave visual transmission or data transmission59 - 66GHz-0.01W or less針對(duì)移動(dòng)物體的探測(cè)傳感器 Detection sensor of moving objects(1) 10.525GHz (10.5 - 10.55GHz) (2) 24.15GHz (24.05 - 24.25GHz)(10.525GHz頻段只能在室內(nèi)使用)-0.01W or less語(yǔ)音協(xié)助無(wú)線(xiàn)電話(huà) Voice assist radiotelephone (radiotelephone as landmark)75.8MHzF3E0.01W or less針對(duì)助聽(tīng)器的無(wú)線(xiàn)麥克風(fēng) Radio microphone for hearing aid75.2125 - 75.5875MHzF3EF8W0.01W or less用于自動(dòng)醫(yī)療設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸 data transmission for self-contained medical instruments402MHz to 405MHzA1D, F1D, G1D25W用于國(guó)際運(yùn)輸工具的數(shù)據(jù)傳輸 data transmission used for international transportationAssigned frequency : 433.92MHz(Designated frequency band : 433.67-434.17MHz)-針對(duì)數(shù)據(jù)控制設(shè)備：-起動(dòng)信號(hào): 0.1mW or less (EIRP)- 其他 : 0.4mW or less (EIRP)針對(duì)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備：- 1.0mW or less(EIRP)測(cè)距器，遙控設(shè)備或數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備 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這里定義了10.525GHz頻段用于探測(cè)物體，但是僅限于室內(nèi)使用。因此我們可以認(rèn)為國(guó)內(nèi)低功率市場(chǎng)上10.525GHz有著一定的市場(chǎng)占有率，但是相對(duì)存在的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)大些。二、頻段比較相比較其他方式探測(cè)器，采用雷達(dá)作為探測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)如下：1、非接觸探測(cè)；2、不受溫度、濕度、噪聲、氣流、塵埃、光線(xiàn)等影響，適合惡劣環(huán)境；3、抗射頻干擾能力強(qiáng)；4、輸出功率小，對(duì)人體構(gòu)不成危害；5、可以遠(yuǎn)距離探測(cè)。下面先闡述一下各頻段雷達(dá)模塊的特點(diǎn)：A) 5.8GHz雷達(dá)模塊：價(jià)格經(jīng)濟(jì)，性?xún)r(jià)比高，用于儲(chǔ)罐以及簡(jiǎn)單過(guò)程容器中液體和漿液的液位/ 體積監(jiān)測(cè)，適于攪動(dòng)的介面，對(duì)嚴(yán)重掛料和冷凝物堆積不敏感，可以滿(mǎn)足大部分液位測(cè)量的要求。它的測(cè)量不受化學(xué)蒸汽、溫度梯度、真空或是高壓的影響，特別適用于化工、食品、水處理、儲(chǔ)罐等行業(yè)。5.8GHz的低頻(在北美6.3GHz)抗冷凝液和掛料，是液體儲(chǔ)存的理想應(yīng)用。B) 10.525GHz雷達(dá)模塊：采用10.525GHz的微波與采用較低頻段波相比有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.良好的定向性，很容易控制微波探頭的作用范圍。2、微波在傳輸過(guò)程中較易被衰減、吸收和反射，遇到墻壁等遮擋物時(shí)會(huì)被遮擋，因此墻壁等遮擋物外的物體對(duì)其干擾很小。C) 24.125GHz雷達(dá)模塊24125GHz雷達(dá)傳感器是通過(guò)發(fā)射與接收頻率都是24.125GHz左右的微波來(lái)感應(yīng)物體的。24.125GHz雷達(dá)傳感器可以探測(cè)物體的存在，測(cè)量物體的運(yùn)動(dòng)速度，靜止距離，物體所處角度等，采用平面微帶技術(shù)，具有體積小、集成化程度高、感應(yīng)靈敏等特點(diǎn)。另外由于頻率較高，目前該頻率上商用很少，因此頻譜純度很高。24.125GHz雷達(dá)傳感器是在雷達(dá)測(cè)速儀，水位計(jì)，汽車(chē)ACC輔助巡航系統(tǒng)，自動(dòng)門(mén)感應(yīng)器等方面扮演著重要角色。下面是幾種頻率下的雷達(dá)模塊比較：1、24. 125GHz在頻率上高出10.525GHz大約2.3倍，在雷達(dá)傳感器工作時(shí)，前者產(chǎn)生的多普勒頻差也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于后者，這樣可以較容易的辨別低頻干擾和信號(hào)，尤其在探測(cè)慢速運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)，24. 125GHz頻率的抗干擾性能要優(yōu)于10.525GHz。下圖是頻率比較的示意圖。而在探測(cè)需要防止諸如鼠類(lèi)引起的誤報(bào)場(chǎng)合時(shí)，則10.525GHz有優(yōu)勢(shì)。2、24. 125GHz雷達(dá)的定位精度高于10.525GHz雷達(dá)。3、24.125GHz微波傳感器是國(guó)際通用的民用頻段的傳感器。傳感器工作極為可靠，感應(yīng)范圍容易控制，避免了低頻微波如5.8GHz等頻段的微波場(chǎng)強(qiáng)波束覆蓋不均造成的感應(yīng)距離不穩(wěn)定等弊端。4、頻率越低的雷達(dá)模塊，平面化就越麻煩，特別是天線(xiàn)制作上，越難實(shí)現(xiàn)平面微帶，而需要改用偶極子或波導(dǎo)天線(xiàn)。5、頻率越低的雷達(dá)模塊，所需要的器件大眾化，較容易買(mǎi)到，而24.125GHz模塊器件僅有幾家世界性的大公司出產(chǎn)，購(gòu)貨渠道相對(duì)麻煩。下面將分別給出幾種雷達(dá)模塊的實(shí)際產(chǎn)品。1、5.8GHz雷達(dá)模塊2、10.525GHz雷達(dá)模塊模塊技術(shù)參數(shù)發(fā)射發(fā)射頻率10.525 GHz頻率設(shè)置誤差精度 5 MHz輸出功率(最小) 13dBm EIRP工作電壓5V0.25V工作電流DC 5V(CW)32mA max.啟動(dòng)時(shí)間3Sec噪音5 Vrms諧波發(fā)射 -10dBm脈沖工作模式 平均電流 (頻率2K，發(fā)射占空比2%)1.8mA typ.接收靈敏度(10dB S/N ratio)3Hz至80Hz 帶寬-86dBm3Hz至80Hz帶寬雜波8uV增益8dBi垂直面3dB波束寬度42度水平面 3dB 波束寬度85度其他MC420S具有超強(qiáng)的抗電磁干擾能力，因而在生產(chǎn)過(guò)程有較強(qiáng)的防靜電特性，工作期間的穩(wěn)定性表現(xiàn)非常良好，工作壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。體積: 46.7*40*7.8mm3、24.125GHz雷達(dá)模塊技術(shù)參數(shù)型號(hào)符號(hào)最小值典型值最大值單位注釋發(fā)射頻率fstan dard 2424.12524.25GHz輸出功率Pouttyp.16dBm天線(xiàn)式樣水平方向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工作溫度Top-2060C工作電流Icc3040mA持續(xù)工作工作電壓Vcc5.5typV脈寬tpulse10us提供電壓10us后開(kāi)始震蕩IF輸出-300300mV外型尺寸mm25*25*7可以從上述三種產(chǎn)品來(lái)看，外形尺寸越來(lái)越小，集成化程度越來(lái)越高。三、市場(chǎng)情況目前國(guó)內(nèi)24.125GHz的雷達(dá)模塊全部通過(guò)進(jìn)口獲得。國(guó)內(nèi)已有一定規(guī)模的公司提供24.125GHz的對(duì)應(yīng)產(chǎn)品，覆蓋自動(dòng)門(mén)、安防、交通等領(lǐng)域。自動(dòng)門(mén)：寧波弗萊特昆山浩志廣州鑫志灝上海冠引等交通：上?；鄄悄芙煌ㄏ到y(tǒng)有限公司 北京川速微波科技有限公司 /北京華通至遠(yuǎn)技術(shù)有限公司