雷达仿真:FMCW DDMA-MIMO 3D点云获取方法

文章介绍了DDMA-MIMO原理,如何通过同时发射并添加频率偏移来区分不同天线的信号,以及如何通过信号建模和仿真实现4T4R雷达的3D点云获取,重点讲解了DDMA波形的优势和解调方法,包括EmptyBand解调和OMPCS算法的应用。

1.DDMA-MIMO原理

        由于TDMA-MIMO采用不同单天线交替发射信号,没有更好的利用发射天线同时工作的发射资源,导致发射功率低以及损耗大,从而使得TDMA波形只能应用在近距离探测的低功率雷达场景。而DDMA波形则能很好的弥补TDMA上述缺点,与TDMA波形下单天线交替工作不同,DDMA波形下所有发射天线同时发射,但是每个发射天线的信号都加入一个特定的频率偏移(在速度维度体现为一个速度频移),通过这个人为偏移的频率使得不同发射天线的信号在Doppler域上分离出来。使不同发射天线的信号在Doppler域上能分离开来。此外,由于DDMA相比于TDMA来说拥有更高的发射功率,因此DDMA波形也将成为往后车载毫米波雷达MIMO雷达的主流波形。有关于DDMA更多细节请参考DDMA原理,这里不在累赘。

2.信号建模

        有关于信号建模我在雷达仿真:FMCW TDMA-MIMO 3D点云获取方法已经介绍得非常详细,只需要做如下修改就可。我们基于TDMA信号模型做以下修改即可获得DDMA波形:

1) DDMA是Ntx个发射天线同时发射,因此我们需要在接收端分别叠加每个发射天线产生的回波信号。

2)为了区别不同发射天线发射的信号,每个发射天线施加一个固定的频率频移

上式子中,N通常由发射天线决定,但后续采用Empty Band解调通常满足下式:

式中Nt为发射天线数。在本案例中设置为4 Tx 4 Rx,其中发射天线的分布情况为线性排列,相邻发射天线距离为2λ,通过DDMA解调后,可以等价为1Tx

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