課題任務四認知毫米波雷達課時1課型新課學科智能網聯汽車教師學習目標知識目標：1.能描述毫米波雷達概念和類型2.能描述毫米波雷達組成和工作原理3.能解釋毫米波雷達的應用前景素質目標：通過毫米波雷達的學習，讓學生知道技術不斷進步，激發學生不斷學習的興趣。教學重點1.描述毫米波雷達概念和類型2.描述毫米波雷達組成和工作原理教學難點毫米波雷達組成和工作原理教學方法講授法教學資源教學視頻、PPT教學過程教學環節教學內容一、導入上節課我們了解了超聲波雷達，今天我們來認識毫米波雷達。我們先看一個視頻。播放視頻：毫米波雷達二、教學過程同學們發現了嗎，通過視頻，我們可以知道毫米波是毫米波雷達是通過發射和接收無線電波來測量車輛與車輛之間的距離、角度和相對速度的裝置。那么，毫米波雷達到底是什么？提問1：什么是毫米波雷達？明確1：毫米波雷達是通過發射和接收無線電波來測量車輛與車輛之間的距離、角度和相對速度的裝置。毫米波雷達向周圍發射電磁波，通過測定和分析反射波以計算障礙物的距離、方向和大小。那么，毫米波雷達是有哪些類型的呢？提問2：毫米波雷達的類型有哪些？明確2：目前應用在智能網聯汽車領域的毫米波雷達主要有3個頻段，分別是24GHz，77GHz和79GHz1）根據毫米波雷達頻率可以分為24GHz毫米波雷達、77GHz毫米波雷達和79GHz毫米波雷達。2）根據毫米波雷達的有效射程可分為長距離雷達（LRR）、中距離雷達（MRR）和短距離雷達（SRR）。接下來我們來了解毫米波雷達的組成。提問3：毫米波雷達的組成有哪些？明確3：毫米波雷達由單片微波集成電路（MMIC）芯片、天線印制電路板、收發模塊、信號處理模塊。主要包括的部件如上圖。在車載毫米波雷達領域，應用比較廣泛的是調頻式連續毫米波雷達（FMCW），有近距離測量以及測速的優勢。那么，其工作原理我們了解一下。提問4：毫米波雷達工作原理是什么？明確4：FMCW雷達是利用多普勒效應進行障礙物的探測，它通過發射源（天線）向目標發射毫米波信號，在掃頻周期內通過調頻發射頻率變化的連續波（常見的調頻方式有三角波、鋸齒波、編碼調制或者噪聲調頻等），遇到障礙物體后，發射的電磁波被反射，產生與發射信號有一定頻率差的回波，并分析發射信號頻率和反射信號頻率之間的差值，精確測量出目標相對于雷達的距離、運動速度和方位角等信息。原理如圖：毫米波雷達具有測距功能，雷達調頻器通過天線發射毫米波信號，發射信號遇到目標后，經目標的反射會產生回波信號，發射信號與回波信號相比形狀相同，時間上存在差值。發射信號與反射信號間的頻率差值直接取決于和目標之間的距離。距離越大，則發射信號接收的往返時間越長，并且發射頻率與接收頻率間的差值越大。測距原理如圖：同時，毫米波雷達具有測速功能，當目標與雷達信號發射源之間存在相對運動時，發射信號與回波信號之間除存在時間差外，頻率上還會產生多普勒位移。例如，當前方車輛快速行駛時，車距加大，由于多普勒效應，反射信號（ΔfD）的頻率將變小。這將導致上坡(Δf1)和下坡(Δf2)時的頻率產生差值。測速原理如圖：在測量方位角時，它的原理是通過毫米波雷達的發射天線TX發射出毫米波后，遇到被監測物體反射回來，通過毫米波雷達并列的接收天線RX1、RX2，通過收到同一監測目標反射回來的毫米波的相位差，就可以計算出被監測目標的方位角。毫米波雷達具有探測性能穩定、作用距離較長、識別精度高、環境適用性好等特點。它的應用前景如何？提問5：毫米波雷達應用前景如何？明確5：毫米波雷達分辨力不高，對行人探測反射波較弱，無法精確識別行人、交通標示符號和信號燈，需與視覺傳感器互補使用。毫米波雷達可實現自適應巡航控制、前向防撞