汽车毫米波雷达的规定和标准（四）

我们在第一篇汽车毫米波雷达的规定和标准（一）中，提到过的新闻：“空无一人的陵园，在汽车雷达上显示有大量人影”。这是雷达“虚警”的情况，在实验室里其实随处可见。

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虚警漏警问题

工信部无2021【181】号文件中，是这样定义的“虚警”：虚警是指在规定的条件下，实际目标不存在而雷达探测判为有目标的事件。虚警与虚假信号相关，下图中产生的虚警现象是由于干扰信号的功率超过检测门限导致。

汽车雷达受到其他汽车雷达干扰时将出现虚假信号或底噪抬升的现象，对目标检测产生的影响除了虚警，还有漏警、或探测距离变短（即灵敏度下降）。漏警是指在规定的条件下，存在目标时，雷达探测结果判断为无目标的事件。漏警与噪声功率相关，下图中产生的漏警现象是底噪抬升后，噪声功率高于目标功率所致。

探测距离变短（灵敏度下降）是指在某种观测环境或存在虚警或漏警概率的条件下，雷达能探测目标的最大距离变短。

我们知道雷达的一个最主要的功能就是探测各种目标的存在并有效地上报。例如：气象雷达要探测的目标是雨和雪，那么其他的建筑物，地面之类的就是无用目标，就会对它产生干扰；用于进行地形测绘或者测量高度的雷达，探测的目标是地面，所以雨、雪、飞鸟等就是无用目标，也会产生杂波或者干扰。

来看下面的一个实验室中测试的例子，（注意：实验室测试样品与商用产品并不相同，这里只是举例说明）。下图红线框里是目标模拟器给到汽车雷达的一个有用目标（距离60m，速度10m/s的目标），下表是汽车雷达检测出的目标结果列表，在检测出这个有用目标的同时，也检测出了许多其他的无用目标，图中显示了9个无用目标：

甚至检测出的都是无用目标，有用目标完全没有显示出来，如下：

然后，仅调整了一下实验室中吸波材料的放置，无用目标就减少到了3个，如下：

“空无一人的陵园，在汽车雷达上显示有大量人影”，这是雷达将虚假目标错误地显示在了屏幕上，而没有正确地执行滤除和消除无用目标的动作。这些所谓的“人影”出现，是因为外界的环境存在各种干扰和杂波，我们看到即便是在上面的暗室环境，也无法完全避免。我们无法像在实验室中去改变现实环境，只能通过雷达自身的算法去处理和避免。几乎所有的雷达都有自动跟踪和检测目标的能力，包括各种虚警和目标抑制的设门限技术，以及估测目标位置和分辨目标的算法，等等。

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雷达接收机及其阻塞测试

所以说，雷达接收机的设计非常关键。跟我们熟悉的无线通信系统相比，雷达也是由发射机和接收机组成，不同的是，雷达接收机是需要以提供有用回波和无用干扰之间有最大鉴别率的方式对雷达发射的回波进行放大、滤波、下变频和数字化。也就是说设计雷达接收机，不仅需要考虑系统噪声，动态范围，射频前端，放大器，混频器，本振，频率合成这些最基本的无线通信系统的传统问题，还得增加更多的算法去鉴别有用和无用目标，例如多种多样的增益控制技术。

灵敏度时间控制 (STC) 是其中的一种，它可以使雷达接收机的灵敏度随时间变化。我们试想一下，不同的雷达截面积、不同的气象条件和不同的距离将引起不同的回波强度。其中，距离对雷达回波的影响可能是最大的，所以说雷达要搜索的有用目标，距离越远就将变得回波强度越小。而无用目标，可能就在近处产生了很强的回波，强到甚至超过了接收机的动态范围。所以灵敏度时间控制 (STC) 技术可以减轻这种由于距离所产生的雷达回波强度的不利影响。

另外还有杂波图增益控制，除了雷达接收机本身产生的噪声，邻近雷达、通信设备等也会产生干扰能量，雷达本身辐射的能量被无用目标（如雨、雪、鸟、虫、大气、金属等等）散射的部分也可以归类为干扰或杂波。杂波图由数字地图控制，它记录多次扫描中每一个杂波图单元里杂波的平均幅度，并在必要的地方调整接收机增益以保证杂波回波低于接收机饱和电平。

在我国以前的文件规定中，是没有雷达接收机阻塞的测试项的，在新的181号文件规定中，增加了雷达接收机阻塞这一测试项。虽然发射机的性能始终是无线电监管部门最重要的关注点，但如果雷达接收机不能够保证性能和有效地工作，那么对应的雷达发射机就相当于是在制造无用信号，成为其他雷达设备的干扰和杂波。在规定中，使用了雷达工作频段内和工作频段外的CW干扰分别作为阻塞信号，来考察雷达接收机在存在干扰的情况下是否还能够正常地检测目标。