「2019-2」【每周分享】微波雷达是什么东西？
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2019-02-25
什么是微波雷达？
微波雷达就是可以发射微波的雷达，它通过发射和接收反弹回来的微波，来测得目标的距离、速度和角度。
但其实，能测距的东西有很多，像超声波、红外线和激光雷达。
不过，超声波和红外线的穿透力超差，一张纸都穿不过。
激光雷达会用在无人车上检测障碍物，但只要一下雨，它就以为身边全是障碍。
而微波雷达就不一样了，它可以选择穿透，反射还是吸收。
遇到玻璃塑料瓷器，微波就穿透它们，遇到水和食物，微波就会被吸收（微波炉就是这么加热的），而遇到金属，就会反射。
那微波雷达是如何检测物体的？
测距原理：
雷达会发射锥形的波，波束撞到障碍物会反弹回来。雷达再计算发射到弹回来的时间差，来判断距离。
发射方式有很多种，一种是脉冲发射，也就是一下一下地发，就像拧水龙头，开一下，关一下。
但如果在距离很近时，开关的频率就会很高，功耗会巨大，所以一般用另一种方法——调频连续波雷达（FMCW）。
FMCW功耗没那么大，就像慢慢地拧水龙头，水流会慢慢变大，又慢慢变小。这也是现在多数微波雷达用的方法。
测速原理
还记得初中物理学过的多普勒效应吗？波源和人有相对运动时，人接收到的波的频率会不同。
微波雷达的就利用这种效应来测速。不同速度的物体，反射回去的波的频率也会不同，通过检测频率差，就能知道目标的移动速度了。
但这只能测出径向速度。想要测得切向速度，还要知道角度信息，然后微分得到。
测角原理
测角度超简单，只要知道目标在哪，就知道角度了嘛。
所以雷达需要发射好几束波，通过触碰到目标的两束波的相位差，来计算它的角度。
有了这些数据，很多生活中的难题都可以解决。
像在汽车上装个微波雷达，不仅能测量车距，可以安心地倒车，还能测其他车和自己的相对速度，避免追尾。
现在很多无人车也都会配备微波雷达。
更牛的是，这玩意虽然没有眼睛，也能知道面前的是什么东西！
我们放个苹果橘子上去，它都能判断这是啥！
甚至能分辨杯子装着可乐还是空气。
这和距离角度速度都无关啊，怎么判断的？
因为橘子苹果可乐的颜色和成分不同，对电磁波的反射能力也不同，所以雷达就能通过这个特性来分辨它们。
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