毫米波雷达测距中的FFT加窗

本文探讨了毫米波FMCW雷达测距中,FFT加窗对提高回波频率搜索精度的影响。研究了矩形窗、汉宁窗和泰勒窗,发现泰勒窗在FMCW雷达的高精度找峰上表现最佳。同时,通过插值实验,发现128倍插值能提供0.2Hz的误差,但在某些情况下,增加插值倍数并不会显著提高分辨能力。在区分多个回波频率时,泰勒窗显示出最高的识别精度。

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毫米波FMCW雷达测距公式: d=c*Ts*f/2/Bw

c:光速;Ts:扫频周期;Bw:扫频带宽;f:回波差频; Fa:采样频率;Ta:采样周期;N:采样点数

FFT分辨率限制:fmin = Fa/N = 1/N/Ta = 1/Ts

因此测距分辨率为dmin = c*Ts*fmin/2/Bw = c/2/Bw,分辨率由扫频带宽决定。

为了FFT更高精度搜索回波频率,今天研究了一下矩形窗、汉宁窗和泰勒窗。

汉宁窗宽度是8π/N, 矩形窗宽度是4π/N。主瓣泄漏矩形窗最大,故泰勒窗对于FMCW高精度找峰似乎更好。

再研究一下插值的效果,给定一个单一4kHz回波的余弦波,FFT不插值的效果。

三种窗都是误差5.4Hz

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