在现代工业和物流环境中，部署多部毫米波雷达的情况日益普遍，无论是同时监测多个筒仓、车辆还是机械臂。然而，随着雷达数量的增加，信号干扰问题也变得尤为突出。多部雷达同时进行发射和接收会导致信号碰撞、产生虚假回波以及测距误差。
为了确保多个雷达可靠运行，工程师必须实施频率规划、时分调度、信号处理、硬件优化和多节点协调等措施。
对于工业自动化的实际应用，请参阅Linpowave 工业解决方案，该方案将多个雷达传感器集成到复杂的布局中，并具有经过验证的稳定性。
了解雷达干扰的来源
当两个或多个雷达在重叠的频段工作并同时发射线性调频信号时，就会发生干扰。由此产生的串扰可能表现为测量不稳定、测距结果出现异常偏移或出现虚假目标。
毫米波雷达，例如工作在76–81 GHz FMCW 频段的雷达，对频率或时间上的微小重叠都极其敏感，因为即使这些重叠会导致信号显著衰减。根据 IEEE 的研究（ IEEE Xplore ），当频率偏移低于 100 MHz 或多个设备共享同一时间窗口时，雷达干扰会急剧增加。
在实际工业环境中，金属筒仓、传送带或储罐等反射表面会放大干扰。在这种情况下，仅依靠单一的缓解技术往往不足以应对，需要采用多层策略。
1. 频率划分：第一道防线
频率分离是防止干扰最直接的方法。通过为每个雷达分配不同的频谱，设备可以避免在重叠信道上发射信号。例如，在一个包含四个雷达的系统中：
雷达A的工作频率为77.0–77.5 GHz
雷达B的工作频率为77.5–78.0 GHz
雷达C，频率范围78.0–78.5 GHz
雷达 D，频率范围 78.5–79.0 GHz
这种方法确保相邻设备的信号不会相互干扰回波。更多技术参考信息，请参阅ETSI EN 301 091-1，了解 76–81 GHz 频段的频率和功率规定。
在工业设施中，例如多个筒仓或紧凑型机器人单元，仅使用分频技术即可显著减少虚假目标。Linpowave 雷达系统在其多传感器解决方案中利用了这一原理，即使传感器彼此间距不足一米，也能确保稳定运行（ Linpowave 工业解决方案）。
2. 时分调度：协调传输窗口
当频谱资源有限或雷达密度很高时，时分复用（TDM）至关重要。在这种方法中，每个雷达都被分配一个特定的时隙用于发射线性调频信号，而其他设备则保持空闲或接收模式。
例如，在四雷达配置中：
雷达A在时隙1发射信号。
雷达B在2时隙发射信号。
雷达C在3时隙发射信号
雷达D在第4时隙发射信号。
该系统循环往复，确保没有两部雷达同时发射信号。通过适当的同步，即使是高密度网络也能共存而不会产生显著干扰。
先进雷达采用主从定时控制技术，以保持设备间微秒级的同步精度。美国国家仪器公司 (National Instruments) 和是德科技 (Keysight Technologies) 提供测试平台，可在实验室和现场环境中验证该方法（ 是德科技雷达测试解决方案）。
3. 信号处理：抑制串扰的自适应算法
即使频率和时间上都进行了分离，由于反射、旁瓣或环境噪声，仍然可能出现残余干扰。信号处理在抑制干扰方面起着至关重要的作用。
动态跳频技术使雷达在检测到干扰时能够切换到更干净的子频段。一些系统还采用相位或频率随机化技术，将残余串扰分散到整个多普勒频谱上，从而降低模拟目标的信噪比。
加权归一化、滑动窗口滤波和线性插值等算法通过消除旁瓣或受损回波进一步增强稳定性。虽然这些算法会增加计算量，但对于高精度应用场景（例如液位监测或传送带物体检测）而言，它们至关重要。
有关技术参考资料，请参阅IEEE 微波理论与技术汇刊。
4. 硬件设计：极化和波形微分
天线极化是一种有效的物理方法来降低干扰。通过使用正交极化（水平发射和垂直接收），雷达可以抑制大约 10 dB 的串扰。这需要精心设计天线阵列，但在固定安装中尤其有效。
波形微分利用MIMO技术生成窄而聚焦的波束。窄波束降低了接收到来自相邻雷达的旁瓣干扰的概率。此外，略微改变不同雷达的线性调频斜率可以进一步降低串扰风险。
这些方法在下一代 4D 成像雷达中得到应用，能够同时运行数十个传感器而不会降低测量精度。
5. 多雷达协调与自适应网络
最先进的方法是采用自主雷达协调。在多节点网络中，每个雷达持续监测环境和邻近设备，动态调整其传输计划、功率和频率。
主要策略包括：
基于优先级的访问：高优先级雷达可以指示低优先级设备改变频率或时隙。
开放式射频架构：可实现资源的实时分配，以优化频谱利用率。
环境学习：雷达会跟踪干扰事件随时间的变化，调整运行以避开高风险区域。
Linpowave 雷达系统将这些原理应用于工业和物流环境中，使多个传感器能够在无需人工干预的情况下并行运行（ Linpowave 工业解决方案）。
6. 实际应用案例分析
TI多雷达部署：频率分离和相位抖动技术使1米处的干扰噪声降低了24分贝。模拟目标减少了高达90% 。
阿尔卑斯相位扰动策略：完全消除虚假多普勒目标，提高检测置信度。
高分辨率 4D 成像： 12T24R MIMO 阵列实现0.1° 角分辨率，可区分真实目标和密集的干扰云。
这些结果凸显了适当的频率规划、算法缓解和自适应协调不仅仅是理论上的——它们在实际的工业环境中是有效的。
概括
多雷达系统需要采用多层方法来防止干扰：
频率规划确保信道之间没有重叠。
时分复用调度可以防止同时传输。
信号处理算法可抑制残余串扰。
硬件优化，例如极化和波形区分，可以增加物理分离。
自适应雷达网络能够实现实时协调。
这些策略共同确保了在高密度、高反射或高干扰的工业环境中可靠运行。随着4D成像和多传感器融合技术的兴起，多雷达干扰将变得越来越可控和可预测。
有关多雷达工业解决方案的更多信息，请访问Linpowave 工业解决方案。
常问问题
问题1：两个工作在相同80GHz频段的雷达会互相干扰吗？
答：是的，如果它们的鸣叫声在时间或频率上重叠。建议采用频率分离或时分复用调度。
Q2：两部雷达之间的最小安全距离是多少？
答：根据天线波束宽度和功率，对于工业 80 GHz 雷达传感器而言，≥0.5 米通常是安全的。
Q3： Linpowave 如何处理多雷达干扰？
答：自适应跳频和多节点协调确保即使在紧凑布局中也能稳定运行。
问题4：反射面是否会增加干扰风险？
答：是的。合适的安装角度、频率隔离和波束整形至关重要。