FMCW

最近看了一下FMCW的原理,有点意思,发送的是chirp信号,即一种频率随时间变化的调频信号,而测距的原理则是利用发送和反射信号之间的频率差来计算,距离越远,时间越长,那么频率差越大。接收机首先通过混频,得到差拍信号,差拍信号的意思就是回波和发射波之间的频率差,

差拍信号/对应的时间差= 扫频带宽(fc)/扫频周期(tc)= 斜率

所以可以通过差拍信号和斜率来得到对应的时间差,从而进行测距。

这样看来,差拍信号的频率值大小,必须小于A/D转换的频率,这样A/D的采样率如果取得低,那么差拍信号的最大值就低,那么测定的距离范围就小。


接收机则通过FFT变换,对应的频率差上会有峰值出现,用这种方法进行测距,多个FFT窗口信号再进行第二维度的FFT ,就可以得到对应的doppler频偏值,从而获得Range-Doppler二维图。这样便可以进行测距和测速。



对于雷达测距,其精度为 C/(2*B),即取决于信号的带宽,带宽越大,精度越高。另一种理解是类似于OFDM系统的定时精度,最小即为Ts,而Ts = 1/B = 1/(Nfft*SCS),所以转换成距离,即为 C/2 * Ts ,即可以得到同样的表达式。

这样看来无论用哪一种方式的雷达进行测距,其精度直接相关于带宽大小,而测距的范围则取决于AD采样的频率大小。所以fmcw的好处就是完全可以做到维持高精度,在比较近的距离内,使用AD带宽可以相对低

所以FMCW的好处就是对A/D采样的带宽要求不高。高精度的雷达,比如前一段google推出的soli项目里使用的就是FMCW技术。详细内容可以参考:

https://zhuanlan.zhihu.com/p/21384539

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