毫米波雷达基础知识(一)
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发布时间：2024-09-08 21:36
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毫米波雷达的优点在于其短波长，这使得系统组件尺寸较小，降低功耗和成本。高准确度是另一优势，毫米波雷达能够检测小至零点几毫米的移动。然而，集成分布带来的复杂性和高频率要求使系统设计具有挑战性。
线性调频连续波（FMCW）雷达是一种特殊类型的连续波雷达，通过频率调制实现目标信息探测。FMCW雷达的基本原理是生成线性调频信号，该信号由发射天线发射，反射后由接收天线接收。混频器将接收信号与发射信号合并生成中频（IF）信号。中频信号的频率变化与目标距离成正比。
距离估计是FMCW雷达的关键应用之一。通过分析IF信号的频率变化，可以计算目标与雷达之间的距离。频率分辨率是指分辨不同频率信号的能力，通过增加观察窗口长度可以改善频率分辨率。距离分辨率则是雷达区分不同目标的能力，与线性调频信号的带宽有关。
采样定理是雷达信号处理中的重要概念，它确保信号能够完整表示。IF信号的带宽受到ADC采样频率，从而影响雷达的探测距离。毫米波雷达利用线性调频信号的特性，通过分析中频信号的相位变化来估计目标的速度。
通过两个间隔的线性调频信号可以测量目标的速度。速度估计是通过分析中频信号的相位差来实现的。此外，毫米波雷达的中频信号相位对物体的微小变化非常敏感，这一特性在电机振动监测、心跳监测等应用中得到了广泛利用。
对于同一距离上的多个移动目标，使用双线性调频信号速度测量方法可能无法区分它们的速度。在这种情况下，雷达系统需要发射多组线性调频脉冲，通过分析多普勒-FFT结果来测量不同目标的速度。
雷达的速度分辨率与帧时间成反比，通过调整帧时间可以优化雷达的速度测量性能。毫米波雷达在现代交通、自动驾驶等领域发挥着关键作用，其技术的不断进步推动了相关行业的快速发展。
