毫米波雷达测量原理

简介

波长1~10mm的电磁波，频率为30～300GHz，基于其工作模式可以分为“脉冲”和“连续波”两种。而FMCW调频连续波是最常用的车载毫米波雷达。

测距

1.原理：发射天线（Tx）和接收天线（Rx）信号合并生成中频（IF）信号，由中频信号的频率、光速可以得到单个目标的距离，如果是多个目标，雷达通过接收不同物体的发射信号，并转为IF信号，利用傅里叶变换FFT产生一个具有不同的分离峰值的频谱，每个峰值表示在特定距离处存在物体。

2.距离分辨率：距离分辨率是指辨别两个或更多物体的能力。当两个物体靠近到某个位置时，雷达系统将不能将二者区分开。距离分辨率仅取决于线性调频脉冲扫频的带宽。

3.最远探测距离：IF信号通常经过数字化处理（LPF + ADC），才在DSP上进行进一步处理，因此，中频信号的大小取决于ADC采样频率（FS）。ADC的采样频率限制了雷达的最远探测距离。

测速

1.原理：依据多普勒效应。当移动台以恒定的速率沿某一方向移动时，由于传播路程差的原因，会造成相位和频率的变化，通常将这种变化称为多普勒频移。它揭示了波的属性在运动中发生变化的规律。

根据相位差、目标的位移、发射间隔来计算速度。

2.速度分辨率：取决于帧的时间。

测角度

1.原理：目标距离的微小变化会导致range-FFT峰值的相位变化。角度估计至少需要2个RX天线。从目标到每个天线的差分距离导致FFT峰值发生相位变化，该相位变化用于估计到达角。

根据天线间距、相位差计算角度。

2.分辨率：取决于天线个数，天线个数越多，分辨率越小，越能分辨出目标的角度。

参考：毫米波雷达原理介绍