FPGA实现LFMCW雷达调制信号源设计与非线性校正

"该文主要讨论了一种基于FPGA的LFMCW测距雷达调制信号源设计，旨在提高LFMCW雷达系统的测距精度。文章指出LFMCW雷达因其高精度、低功耗和安全性在汽车防撞、液位计量和精确制导等领域有广泛应用。文中提到，调制信号的非线性度是影响测距精度的关键因素，而现有的频率估计方法对单频正弦信号的假设限制了改进。因此，文章提出了基于FPGA的调制信号源设计，通过非线性校正来优化调频线性度。实验结果显示，该设计能输出根据校正波形数据的调制电压信号，为高精度LFMCW测距雷达系统的开发提供了基础。" LFMCW（线性调频连续波）测距雷达是一种广泛应用的技术，其工作原理依赖于处理器控制的调制电压产生模块生成的模拟锯齿波或三角波，这些波形驱动压控振荡器（VCO）生成线性调频连续波信号。这种信号在雷达系统中用于发射，然后与回波信号混合产生中频信号。数据采集模块对中频信号进行采样，处理器内嵌的数字信号处理算法用于计算距离。 调制信号源在LFMCW雷达系统中扮演着核心角色。其设计通常包括一个非线性校正环节，目的是消除VCO输出的非线性影响，从而提高发射信号的线性度。文章提出了基于FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）的解决方案，FPGA因其灵活性和高速运算能力，成为实现复杂信号处理任务的理想平台。 在提出的方案中，非线性校正后的电压数据被用来生成调制波形，以确保发射的调频信号具有更高的线性度。实验验证了这种方法的有效性，它可以依据存储的校正波形数据输出调制电压信号，为评估课题组的频率估计方法在实际测距中的性能提供了一个工具，并为进一步提升LFMCW雷达系统的精度奠定了基础。 基于FPGA的LFMCW测距雷达调制信号源设计是解决雷达测距精度问题的一个重要步骤，它通过非线性校正技术优化了调频过程，提升了雷达系统整体的性能。这对于需要高度精确距离测量的应用，例如汽车防撞系统、液位测量设备和导弹制导等，具有重要意义。