毫米波雷达

mmwave
Author

dd21

Published

December 5, 2022

参考

知乎: https://zhuanlan.zhihu.com/p/416269210 TI官方:https://training.ti.com/intro-mmwave-sensing-fmcw-radars-module-1-range-estimation?context=1128486-1139153-1128542

TI教程

单目标测距原理

  • 中频信号 = 斜率 x 时延.
  • IF = S*τ
  • IF = S*(2d/c) d:传播距离 c:光速
  • d = IF*c/2S

距离分辨率, 区分多目标

  • 通过FFT将时域信号转换为频域信号, 所表现出来的是多个目标的频域信号会出现多个峰, 两个脉冲相差小于一个周期则无法很明显观察到峰, 观测时间越长, 峰越清晰
  • 观察时长为T的一个观察窗可以分离相隔超过1/T Hz的频率分量(个人理解应该是带宽B/T的频率分量)????
  • 观察窗口长度为 的 IF 信号能将间距为 的谱峰分开。故通过增加 IF 信号的长度（观察期）来可以改善距离分辨率。而信号长度的增加会使信号带宽 随之变宽，因此，也可以说增加 IF 信号的带宽可以改善距离分辨率。

在这里插入图片描述 > ## 相关应用的个人推测 > - 因为观察窗时间加长, 所以带宽B也线性增加. > - 所以斜率对于应用的影响非常关键 > - 如果是短距离的目标距离分辨, 那合理推测斜率应该是比较大, 这样可以区分出近距离的不同目标, 且可以使得观察窗T的周期尽可能缩短. > - 如果是远距离的物体, 那斜率应该尽可能的小,这样可以检测到远处目标的反射信号, > - 那这样的话, ti的vitalSign的项目就是斜率比较高的配置

区分多个目标–总结

  • 区分多个目标的原理,就是将两个相距为△d的目标映射到频率差为△f的两个峰
  • 最小分辨率: c/2B

推导:

\[ {△f>}{1\over T } \]

\[ {2△dS\over c}>{1\over T } \] \[ {△d}>{c\over 2ST } \] 又因为: B=ST \[ {△d}>{c\over 2B } \]

距离分辨率计算:

扫频带宽 B = 4G 距离分辨率 $ {△d} = {3*1084109}$ = 0.0375m

问题: 同样的扫频带宽, 但是斜率不一样, 哪一个的距离分辨率好

chirpA好于chirpB, 为什么因为前面推理过, 观测时间窗越长分辨效果越好, A的持续时间更长, 所以A具有更好的距离分辨率.

对于上面的问题, 如果我们必须使用较短的持续时间, 且需要较好的距离分辨率, 那该如何解决. test 雷达倾向于使用大距离小小斜率.