雷达测速测距原理分析

一、FMCW模式下测速测距

1、FMCW模式下传输波特征

调频连续波雷达系统通过天线向外发射一列线性调频连续波，并接收目标的反射信号。发射波的频率随时间按调制电压的规律变化。

2、FMCW模式下基本工作原理

一般调制信号为三角波信号，发射信号与接收信号的频率变化如图所示。

反射波与发射波的形状相同。只是在时间上有一个延迟，?t与目标距离R的关系为：

Δt=2R/c

公式1

其中

Δt：发射波与反射波的时间延迟

R：目标距离 c：光速c=3×108m/s

发射信号与反射信号的频率差为混频输出中频信号频率?f如图所示：

根据三角关系，得：

ΔtT2= ΔfB公式2

其中：

Δf：发射信号与反射信号的频率差为|f1-f0|

T：调制信号周期——1.5ms B：调制带宽——700MHz

由以上公式1和公式2得出目标距离R为：

R=cTΔf 4B公式3

3、FMCW模式下测距原理

由公式3可以得出，目标距离R与雷达前端输出的中频频率?f成正比

4、FMCW模式下测速原理

当目标与雷达并不是相对静止时，也就是有相对运动时，反射信号中包含一个由目标的相对运动所引起的多普勒频移fd，如图所示：

此时发射信号与接收信号的频率差如图所示：

在三角波的上升沿和下降沿分别可得到一个差频，用公式表示