【雷达通信】基于matlab模拟毫米波雷达接收发射信号仿真【含Matlab源码 2646期】

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已于 2024-10-21 16:40:49 修改

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分类专栏： Matlab信号处理（进阶版）文章标签： matlab

于 2023-06-03 12:05:44 首次发布

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⛄一、FMCW毫米波简介

0 概念
FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)，即调频连续波。FMCW技术和脉冲雷达技术是两种在高精度雷达测距中使用的技术。其基本原理为发射波为高频连续波，其频率随时间按照三角波规律变化。
1 基础知识
FMCW雷达的核心是一种叫做线性调频脉冲的信号,线性调频脉冲是频率随时间以线性的方式增长的正弦波，在下图中
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信号以fc的正弦波开始，然后他的频率不断增大，chirp信号的起始频率为 fc，带宽为B，信号的持续时间为Tc，则频率变化率（斜率）为:S=B/Tc

上图是简单的雷达示意图，有单个TX天线和单个RX天线，雷达工作过程大致为：1处的合成器生成一个线性调频脉冲，TX将脉冲传播出去，当脉冲遇到物体时会反射回来，RX接收反射的调频脉冲，TX和RX信号混在一起，最终在4处生成一种叫做IF（中频）的信号。下面详细了解以下关键元件4（混频器）。
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混频器有两个输入一个输出，如果向混频器的两个输入端口输入两个正弦波，那么混频器将输出有以下两条性质的正弦波：
性质1：输出正弦波的瞬时频率等于两个输入正弦波的瞬时频率差值；
性质2：输出正弦波的起始相位等于两个输入正弦波的起始相位差值。
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如上图，被物体反射后的信号可以简单的看做是发射信号的延时，用t（时间差值）来表示，t=2d/c,接收信号与发射信号混频后的输出信号频率恒定，假设IF的频率为f,那么f=St=S2d/c (S为调频连续波的斜率)，其中d为物体的距离，c 为光速。对混频后的信号做FFT变换，可以得到单峰值频谱图。从上图中可以看出，为了避免产生距离判别模糊，t需要满足τ<Tc ，因此可得出系统所能探测的最远距离与Tc 有关。

⛄二、部分源代码

clc;clear

%%
[I1,Q1,I2,Q2] = radar_simulation_wrapper;
close all

%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Develop your Radar Data Processing Algorithm here: %
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

disp(‘Radar data processing…’);
radar_data_processing
disp(‘Radar data processing finished.’);

% disp(‘Handwave direction analysis…’);
% radar_data_analysis_handwave
% disp(‘Handwave direction analysis finished.’);