雷達(dá)測速測距原理研究分析

1、雷達(dá)測速測距原理分析作者:日期:雷達(dá)測速測距原理分析、FMCW模式下測速測距1、FMCW模式下傳輸波特征調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)系統(tǒng)通過天線向外發(fā)射一列線性調(diào)頻連續(xù)波，并接收目標(biāo)的反射信號。發(fā)射波的頻率隨時間按調(diào)制電壓的規(guī)律變化。2、FMCW模式下根本工作原理一般調(diào)制信號為三角波信號，發(fā)射信號與接收信號的頻率變化如圖所示。反射波與發(fā)射波的形狀相同。只是在時間上有一個延遲，t與目標(biāo)距離R的關(guān)系為： t =2R /c公式1其中 t :發(fā)射波與反射波的時間延遲R:目標(biāo)距離c：光速 c=3xo8m/sf如圖發(fā)射信號與反射信號的頻率差為混頻輸出中頻信號頻率所示:公式2根據(jù)三角關(guān)系，得:其中： f :發(fā)射信號與反射

2、信號的頻率差為|f1-f0|T:調(diào)制信號周期一一1.5msB :調(diào)制帶寬 700MHz由以上公式1和公式2得出目標(biāo)距離R為：R =旦 f=4B公式33、FMCW 模式下測距原理由公式3可以得出，目標(biāo)距離R與雷達(dá)前端輸出的中頻頻率 f成正比4、FMCW 模式下測速原理當(dāng)目標(biāo)與雷達(dá)并不是相對靜止時，也就是有相對運(yùn)動時，反射信 號中包含一個由目標(biāo)的相對運(yùn)動所引起的多普勒頻移 fd，如下圖：0T T + Z此時發(fā)射信號與接收信號的頻率差如下圖:在三角波的上升沿和下降沿分別可得到一個差頻，用公式表示為:f+二込 f-fd公式4f- = f + fd公式5 其中f為目標(biāo)相對靜止時的中頻頻率f +代表前半周

3、期正向調(diào)頻的差頻f-代表后半周期負(fù)向調(diào)頻所得的差頻fd為針對有相對運(yùn)動的目標(biāo)的多普勒頻移根據(jù)多普勒效應(yīng)得fd公式6其中:'為目標(biāo)和雷達(dá)的徑向速度f0為發(fā)射波的中心頻率由公式4、5、6可得：f 3-2公式7c If- -f+丨v =2f o X 2公式8速度V的符號與相對運(yùn)動方向有關(guān)系，當(dāng)目標(biāo)物相對雷達(dá)靠近時V為正值。當(dāng)目標(biāo)相對雷達(dá)離開時 V為負(fù)值由公式3和公式7進(jìn)一步得出:CT f + f-R=4b X 十2公式9二、CW模式測速原理：1、CW模式下傳輸波特征普通連續(xù)波2、CW模式下測速物理理論當(dāng)目標(biāo)向雷達(dá)天線靠近時，反射信號頻率將高于發(fā)射頻率，反之, 當(dāng)目標(biāo)遠(yuǎn)離天線時，反射信號頻率將低于發(fā)射頻率。如此可由頻率改 變數(shù)值計(jì)算出目標(biāo)與雷達(dá)的相對速度3、CW模式下測速公式公式io那么速度公式為:fd=2公式11其中:表示傳輸波的波長表示目標(biāo)物