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激光雷達毫米波雷達與AEC-Q100/102認證解析

2025-05-12
3916 作者： NTEK北測檢測集團官網
本文關鍵詞:
伴隨無人駕駛的日趨成熟，機器之眼也從高端局走向了普羅大眾，主流用于周圍環境感測的傳感器激光雷達、毫米波雷達的紛爭也隨之成為大家茶余飯后的熱議話題。本篇則拋磚引玉，帶大家粗淺的了解它們的原理、系統架構、探測方式、應用及優缺點。


激光雷達是一種集激光、全球定位系統 (GPS) 和慣性測量設備三種技術于一身的系統，也稱為LiDAR (Light Detection and Ranging) 。

激光雷達以激光器為輻射源雷達，通過向目標發射激光束探測目標的位置、速度等特征量，并根據接收到的從目標反射回來的信號(目標回波)與發射信號進行比較，經過適當處理后，可以獲得目標的有關信息，如目標距離、方位、高度、速度、姿態、甚至形狀等參數，從而實現對飛機、導彈等目標進行探測、跟蹤和識別。

以下是激光雷達技術與應用的一些關鍵知識點:
工作原理

激光雷達的工作原理是向目標發射探測信號(激光束) ，然后將接收到的從目標反射回來的信號 (目標回波)與發射信號進行比較，作適當處理后，就可獲得目標的有關信息，如目標距離、方位、高度、速度、姿態、甚至形狀等參數。


系統組成

激光雷達系統主要由激光發射機、光學接收機、轉臺和信息處理系統等組成。其中，激光發射機將電脈沖變成光脈沖發射出去，光學接收機再把從目標反射回來的光脈沖還原成電脈沖，然后送到顯示器進行顯示。



探測方式

1.直接探測激光雷達
直接探測激光雷達通過直接接收目標反射或散射的激光束，從而獲取目標的信息。這種方式的優點是簡單可靠，適用于遠距離探測和高速運動目標的測量。但是，由于直接探測激光雷達的接收器會接收到背景噪聲和其他干擾信號，因此需要采取一定的抗干擾措施。

2.干涉儀激光雷達
干涉儀激光雷達利用激光束的干涉現象來探測目標。當兩束激光干涉時，會產生明暗相間的條紋，通過測量條紋的數量和變化，可以確定目標的距離和速度。干涉儀激光雷達具有高精度和高分辨率，但是需要穩定的干涉條件和精密的測量儀器，因此成本較高。

3.掃描激光雷達
掃描激光雷達通過掃描激光束來獲取目標的信息。它通常采用機械或非機械方式來控制激光束的指向，對目標進行逐點掃描，并接收反射或散射的激光信號。掃描激光雷達可以獲得目標的詳細一維形狀和位置信息，但是掃描時間和數據采集時間較長。

4.相控陣激光雷達
相控陣激光雷達采用一組小型發射器陣列來發射激光束，并通過相位控制技術來精確控制每個發射器的相位，這種方式的優點是具有高精度、高分辨率和高速數據采集能力，同時具有較廣的視角和較強的抗干擾能力。但是，相控陣激光雷達的成本較高，并且需要復雜的控制系統和技術。


應用領域
激光雷達被廣泛用于航空測量地形測繪、無人駕駛、氣象觀測、遙感等領域。相比普通微波雷達，激光雷達因為使用的是激光束，工作頻率較高，從而具有更高的精度和分辨率。同時，由于激光雷達的隱蔽性好，抗干擾能力強，使得它在軍事應用中也有著廣泛的應用前景。

激光雷達優缺點
激光雷達優點主要表現在以下幾點:
1.分辨率高
激光雷達的分辨率較高，能夠獲取目標的詳細信息，如速度、距離、角度等。

2.抗干擾能力強
激光雷達的信號是光速，不易受電磁干擾和無線電干擾。

3.信息處理能力強
激光雷達可以獲取目標的多種信息，如形狀、大小、方向等，便于進行目標分類和識別。
激光雷達缺點：主要表現在成本相對較高，對環境要求較高、難以處理復雜環境和惡劣天氣等方面。


毫米波雷達

毫米波雷達是工作在毫米波波段 (30~300GHz，波長為1~10mm) 的雷達。它兼有微波雷達和光電雷達的一些優點，具有高分辨率、高靈敏度、抗干擾和反隱身能力強的特點，穿透霧、煙、灰塵的能力也較強，全天候(大雨天除外)全天時工作。因此，毫米波雷達在目標識別、成像、跟蹤、測量和定位等方面具有廣泛應用。
以下是毫米波雷達技術與應用的一些關鍵知識點:

工作原理
通過發射機發射毫米波信號，信號遇到目標后反射毫米波信號遇到目標后，會反射回來，被雷達接收機接收。通過對反射信號的頻率、相位、幅度等信息進行測量和比較，可以獲得目標的距離、速度、方位角等信息。

系統組成
毫米波雷達系統通常由天線、發射器、接收器、處理器等部分組成。其中，發射系統是毫米波雷達的核心部件，主要由射頻發生器、功率放大器、鎖相環等組成，主要負責產生并放大毫米波信號，以便向目標物體發射；接收系統則主要由低噪聲放大器、混頻器、濾波器等部分組成，主要負責將接收到的毫米波信號放大和濾波，同時進行信號處理。


探測方式
1.脈沖雷達
脈沖雷達通過發射毫米波段的脈沖信號，然后接收目標物體反射回來的信號，通過測量反射信號的時間差和相位差來計算目標物體的距離和速度。


2.連續波雷達
連續波雷達通過發射連續的毫米波信號，同時接收目標物體反射回來的信號，通過測量反射信號的頻率變化來計算目標物體的距離和速度。


3.合成孔徑雷達
合成孔徑雷達通過發射毫米波信號，然后接收目標物體反射回來的信號，通過多個脈沖信號的相位差來計算目標物體的距離和速度。

4應用領域
毫米波雷達具有高分辨率、高精度、高可靠性、抗干擾能力強等優勢，被廣泛應用于汽車交通、醫學、建筑、航空航天、安全監控等領域，尤其在自動駕駛汽車、智能城市等領域中具有非常重要的作用。

5毫米波雷達優缺點
毫米波雷達優點主要表現在以下幾點:
1.穿透能力強
毫米波雷達可以穿透霧雨、雪等惡劣天氣，具有較強的穿透能力。


2.識別能力強
毫米波雷達可以識別物體的形狀和大小，能夠較好地分辨出車輛、行人等不同目標。


3.成本適中
毫米波雷達的成本相對較低，適合大規模生產和應用。

毫米波雷達缺點主要表現在：分辨率較低、對移動目標的檢測能力較弱、容易受到地形和建筑物等復雜環境的影響等方面。

車規級AEC-Q100/102測試認證
激光雷達需要通過的AEC-Q102測試認證
AEC-Q102是專門針對激光雷達的核心器件激光器和光電探測器而制定的新標準，讓激光雷達“有法可依”，AEC-Q102專門規定了針對激光器件的以下部分：
1.4.5章測試注意事項（Notes for Testing Laser Components）；
2.流程變更指南（Process Change Guideline for Laser Components）；
3.最小參數測試要求和失效標準（Minimum Parametric Test Requirements and Failure Criteria）；
4.Table 3認證測試方法（Qualification Test Methods）；
5.Table 3某些專門針對Laser的測試要求（Required only for laser components.）。

北測車規元器件認證實驗室AEC-Q102測試項目
1.各項參數測試：如光電性能測試、外觀、參數驗證、物理尺寸、熱阻等；
2.環境應力實驗：按照軍用電子器件環境適應性標準和汽車電子通用環境適應性標準，執行器件的應力實驗，如高溫工作、高溫反偏、高溫高濕工作、高溫高濕反偏、溫度循環、功率溫度循環、間歇工作壽命、低溫工作壽命、脈沖工作、振動、沖擊、氣密性、凝露、硫化氫、混合氣體等；
3.工藝質量評價：針對封裝、后續電子組裝工藝，以及使用可靠性進行的相應元器件工藝質量評價，如ESD、DPA、端子強度、耐焊接熱、可焊性、綁線拉力剪切力、芯片推力、品須生長等。


    
		
			
    
				
					
    
					
    
						組別
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						檢測項目
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						參考標準
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						適用類型
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						樣品數量
					
    

    
				    		
			
    
			
    
				
					
    
					
    
						A組
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						預處理（PC)
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						JEDEC JESD22-A113
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						僅適用于WHTOL1、WHTOL2、PTC、TC 測試對象
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						312
					
    

    
				    		
			
    
			
    
				
					
    
					
    
						高溫高濕工作壽命 (WHTOL1）
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						JEDEC JESD22-A101
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						LED/激光器件
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						78
					
    

    
				    		
			
    
			
    
				
					
    
					
    
						高溫高濕工作壽命 (WHTOL2）
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						JEDEC JESD22-A101
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						LED/激光器件
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						78
					
    

    
				    		
			
    
			
    
				
					
    
					
    
						高溫高濕反向電壓 (H3TRB)
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						JEDEC JESD22-A101
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						光電晶體管/光電二極管
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						78
					
    

    
				    		
			
    
			
    
				
					
    
					
    
						功率循環（PTC）
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						JEDEC JESD22-A105
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						LED/激光器件
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						78
					
    

    
				    		
			
    
			
    
				
					
    
					
    
						間歇工作壽命（IOL)
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						MIL-STD-750-1方法1037
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						光電晶體管/光電二極管
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						78
					
    

    
				    		
			
    
			
    
				
					
    
					
    
						溫度周期變化（TC）
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						JEDEC JESD22-A104
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						所有測試對象
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						78
					
    

    
				    		
			
    
			
    
				
					
    
					
    
						B組
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						高溫工作壽命(HTOL1）
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						JEDEC JESD22-A108
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						LED/激光器件
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						78
					
    

    
				    		
			
    
			
    
				
					
    
					
    
						高溫工作壽命(HTOL2）
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						JEDEC JESD22-A108
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						LED/激光器件
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						78
					
    

    
				    		
			
    
			
    
				
					
    
					
    
						高溫反向偏壓 (HTRB)
					
    

    
				    		
				
					
    
					
    
						JEDEC JESD22-A108
					
    

    
				    		
				
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