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雷达定义,雷达原理解

时间:2023-05-03 22:21:15 阅读:235793 作者:867

目录

1     FMCW雷达基本框架

2      FMCW原理介绍

  1     FMCW雷达基本框架

 

       调频连续波雷达的基本框图如图 1所示,框架中主要包括上位机显示与控制界面、信号处理机、收发支路以及天线四个部分。

 

1)       上位机显示与控制界面主要功能:

    a)       显示雷达检测到的目标信息(主要包括:距离、相对速度、角度、信号强度等信息);

    b)       用于控制雷达工作模式、旋转速度(如果有伺服系统)。

2)       信号处理机主要由FPGA/DSP组成,主要功能:

    a)       用于控制整个雷达系统工作模式、状态;

    b)       实现对内、外高速接口;

    c)       实现数据处理、信息存储等;

3)       收发支路主要由DDS、滤波器、混频、功分、放大器、本振、晶振、ADC等组成,主要功能:

    a)       产生信号;

    b)       倍频、放大、变频;

    c)       信号采集;

4)       天线主要由两个收发天线组成,主要功能是用于发射与接收电磁波信号。

 

2      FMCW原理介绍

        连续波体制雷达一般采用三角波调制或锯齿波调制。

        以三角波调频连续波为例来简单介绍雷达的测距/测速原理。如图 2所示,蓝色为发射信号频率,黄色为接收信号频率,扫频周期为T,扫频带宽为B,发射信号经过目标发射,回波信号会有延时,在三角形的频率变化中,可以在上升沿和下降沿两者上进行距离测量。

                                              

 

图2 连续波雷达原理框图

        当没有多普勒频率(就是雷达与目标之间没有相对运动)耦合在差拍信号中时,等式 成立;但是,一旦目标运动起来,由于差拍信号中掺杂了 ,所以 ,且能得到 。

 

        那么,从图中就可以得知,与距离相关的差拍频率表示为: ,与速度相关的多普勒频率表示为: 。

 

        最后根据距离公式 ,速度为 。(其中 和 是测量出来的, 是已知的)。

 

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