雷达通信一体化技术的探索与实践:从军事到民用,自动驾驶的无线前沿
在21世纪初,雷达通信概念悄然浮现,它是未来高科技战争中电子战平台发展的一个重要方向。随着技术进步,这两个原本各自独立发展的系统——雷达和通信系统——开始逐渐融合,以实现雷达与通信功能的一体化。这种融合不仅能够减少电子战平台的体积和电磁干扰,还能提升战场指挥效率。
尽管雷达和通信系统在工作方式、功能实现以及信号特征等方面存在显著差异,但它们都依赖于电磁波在空间中的发射和接收。两者的硬件结构包括天线、发射机、接收机和信号处理器等模块,而技术趋势表明,传统硬件器件正在被数字信号处理所取代,同时载频正向微波领域转移,与传统雷达使用的频率处于同一数量级。这意味着,从硬件结构到软件算法处理,两者正在朝向相似性迈进。
共享相同硬件平台是实现一体化的基础。一种简单方法是时分共享,但这种方式下两个系统无法长时间连续占用资源,不利于性能。此外,将二维阵列分成多个子阵进行独立工作也存在资源限制问题,因此近年来研究重心转移到了利用同一信号实现雷达和通信功能上。
车载雷达通信系统结合车辆装载的毫米波雷达与这一融合技术,无需额外增加汽车硬件模块,也不会对汽车电磁环境复杂性造成影响,便宜且提高了频谱利用率。因此,该系统将成为军事应用从军事向民用的重要突破之一。
车载雷达通信系统研究具有巨大市场潜力。一方面,由于交通安全法律法规不断完善,一切涉及智能驾驶技术的事项都受到关注;另一方面,自动驾驶已成为全球热点,并被纳入国家战略规划中。在这背后,是一种深刻变革,即由单纯的人为控制向更加智能、高度集成自动化驱动模式转变。
车载雷達系統不僅擁有毫米波探測技術優勢,即能提供全天候、高精度、高分辨力的環境感知能力,而且可以通過車載無線通訊系統建立車聯網(V2X),實現車輛與周圍環境信息之間之間即時傳輸與共享,使得車輛具備“視覺+聽覺”的能力,为智慧交通提供最基本而有效的手段。
此外,在5G时代背景下,基于同源性的研究可以使得通过车辆建立起车-车间无线连接成为可能,同时为5G高频通讯技术提供技術支持,使其更广泛地應用于自動駕駛領域。