6、基于FMCW技术的汽车雷达系统建模与仿真

基于FMCW技术的汽车雷达系统建模与仿真

1. FMCW技术在汽车自适应巡航控制中的应用

在汽车领域，自适应巡航控制（ACC）系统是一项重要的安全技术。与常见于国防工业的脉冲雷达系统不同，汽车雷达系统常采用调频连续波（FMCW）技术。FMCW雷达体积更小、功耗更低、制造成本也更低，但监测距离相对较短。

1.1 FMCW波形

汽车长距离雷达（LRR）用于自适应巡航控制时，通常工作在77 GHz频段。其工作原理是，雷达系统持续估计自身所在车辆与前方车辆的距离，当两车距离过近时会提醒驾驶员。

FMCW是ACC系统中常用的波形。接收信号是发射信号的延时副本，延时与距离相关。在信号扫频过程中，发射信号与接收信号的频率差（即拍频）是一个常数。通过拍频可以推导出时间延迟，进而得到目标的距离。

根据ACC系统的要求，雷达需要监测的最大距离约为200 m，且能够区分相距1 m的两个目标。基于这些要求，可以计算出波形参数：

fc = 77e9;
c = 3e8;
lambda = c/fc;
range_max = 200;
tm = 5.5*range2time(range_max,c);
range_res = 1;
bw = rangeres2bw(range_res,c);
sweep_slope = bw/tm;
fr_max = range2beat(range_max,sweep_slope,c);
v_max = 230*1000/3600;
fd_max = speed2dop(2*v_max,lambda);
fb_max = fr_max+fd_max;