调频连续波雷达系统工作原理
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FMCW毫米波雷达系统简图
FMCW雷达有多种不同的频率调制方式,如正弦波调制、锯齿波调制、三角波调制等,不同调频方式的雷达硬件构成基本相同,只有小部分电路模块、电路参数与信号处理算法有所区别。
对于单个静止物体的测量,锯齿波调制方式即可满足;对于运动物体,多采用三角波调制方式。下面以三角波为例说明FMCW毫米波雷达的测距、测速等原理。
对于单个静止物体的测量,锯齿波调制方式即可满足;对于运动物体,多采用三角波调制方式。下面以三角波为例说明FMCW毫米波雷达的测距、测速等原理。
FMCW毫米波雷达工作原理:
FMCW雷达系统主要包括收发天线、射频前端、调制信号源和信号处理模块等。
1.FMCW调制信号发生器经过压控振荡器(VCO)产生高频信号(GHz级别),一部分能量耦合输入混频器作为本振信号,另一部分能量经功率放大器(PA)由发射天线以电磁波的方式向空中辐射。
2.电磁波在空气中向前方传播过程中如遇到目标则会小部分反射,反射回来的回波信号被接收天线截获形成电信号。
3.回波信号经低噪声放大器(LNA)放大,与本振信号在混频器进行混频,输出一个较低的差拍频率(一般为MHz级别),差频信号含有目标和雷达之间的距离和相对速度等信息。
4.然后通过带通滤波器(BPF)放大滤波,A/D转换,对所得到的数字信号作FFT(快速傅氏运算),进行频谱分析,便可以获得目标和雷达之间的距离、相对速度及方位角等信息。
5.最后后经由控制电路做出危险状况的判断,向驾驶员发出预警,或结合环境情况对汽车做出主动干预。
1.FMCW调制信号发生器经过压控振荡器(VCO)产生高频信号(GHz级别),一部分能量耦合输入混频器作为本振信号,另一部分能量经功率放大器(PA)由发射天线以电磁波的方式向空中辐射。
2.电磁波在空气中向前方传播过程中如遇到目标则会小部分反射,反射回来的回波信号被接收天线截获形成电信号。
3.回波信号经低噪声放大器(LNA)放大,与本振信号在混频器进行混频,输出一个较低的差拍频率(一般为MHz级别),差频信号含有目标和雷达之间的距离和相对速度等信息。
4.然后通过带通滤波器(BPF)放大滤波,A/D转换,对所得到的数字信号作FFT(快速傅氏运算),进行频谱分析,便可以获得目标和雷达之间的距离、相对速度及方位角等信息。
5.最后后经由控制电路做出危险状况的判断,向驾驶员发出预警,或结合环境情况对汽车做出主动干预。
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