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毫米波雷达||基础知识1(雷达方程~FMCW雷达原理)

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最近准备秋招,所以把一些雷达知识总结记录一下,加深印象。

1.雷达方程

雷达方程阐述了发射信号功率、接收信号功率、反射目标距离、反射目标特性和天线特性之间的相互关联。在其他因素固定不变的情况下 ,该系统的最大探测距离与其所携带信号能量的四次根呈正相关关系。

雷达通过接收目标反射的电磁波能量来进行识别;天线起到连接雷达系统与电磁波传播介质的作用;雷达方程精确地描述了作用距离与雷达参数以及目标特性之间的具体关系

2.毫米波雷达工作原理

①毫米波雷达介绍

毫米波(mmWave)是一种运用微米级电磁波进行特殊探测的技术。当雷达系统发射的电磁波信号遇到障碍物时会被其发射路径上的物体阻挡后发生反射。接收并解析这些反射信号后,雷达系统能够测定目标物的距离、运动速度以及方向角等关键参数信息。毫米波雷达通常会选择调频连续波(FMCW)作为工作原理。基于此原理工作的FMCW雷达会持续不断地发送调频信号,在接收回传的回声数据的基础上实现对目标物距离、角度以及速度信息的精确测定与计算。

这些雷达芯片整合了发射与接收的射频组件,并且在信号处理方面采用了ADC、DSP、MCU等多种数字组件。

MIMO模式的天线组合,可以提供测量方位角和俯仰角的功能。

②线性调频连续波(LFMCW)

在混频过程中,利用积化和差公式能够生成由输入信号与本振信号的频率和以及频率差所构成的新信号。接着通过低通滤波器筛选出频率差的新信号即为中频输出。

3.FMCW雷达测距、测速和测角原理

①测距原理、距离分辨率、最大探测距离

测速原理、速度分辨率、最大不模糊速度

测角原理、角度分辨率、最大探测角度

目标的角度测量主要取决于天线的方向性这一特性。衡量该特性的关键指标是其发射能量在特定方向上集中的能力。此类特性显著高的设备通常被称为定向设备或者具有高增益特性的设备也被称作定向设备这一分类有助于明确它们的特点并便于区分不同性能水平的产品类型这一概念对于优化系统设计具有重要意义通过这种分类方法我们可以更加清晰地理解不同产品之间的差异并据此选择最适合应用需求的产品类型

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