TI毫米波雷达深度解析：FMCW工作原理与范围测量

毫米波雷达原理深入解析 毫米波雷达是一种利用高频无线电信号进行非接触式距离测量的技术，它在许多领域，如自动驾驶、无人机导航和物联网(IoT)中发挥着关键作用。TI的Sandeep Rao在该PPT中详细介绍了FMCW（频移键控）雷达的工作原理，这是一种广泛应用的雷达技术。 1. 基础FMCW雷达操作： FMCW雷达通过发射一个频率随时间线性增加的信号，即"chirp"。这种信号的频率随着时间变化，使得接收器可以跟踪信号的频率移动，从而推算出目标的距离。频率对时间的图形（f-t图）是描述chirp的有效工具，其特性包括起始频率(fc)，带宽(B)，以及持续时间(Tc)。chirp的斜率(S)定义了频率上升的速度。 2. 测量多目标距离： 当雷达面对多个目标时，它能通过检测每个目标反射回来的信号与发送信号之间的差异，来区分并测量它们各自的距离。这涉及计算到达时间差，进而确定各个物体的位置。同时，雷达需要确保两个最接近的目标间仍能保持足够的分辨率，以避免混淆。 3. IF信号与IF带宽概念： IF (Intermediate Frequency)信号是指接收到的信号经过混频器处理后，将射频信号转换到更易于分析的中间频率范围。IF带宽决定了雷达能够分辨的最小距离或分辨率，因为较大的IF带宽意味着更小的距离变化就能被检测到。理解这些概念对于优化雷达性能至关重要。 4. 范围分辨率： 范围分辨率是雷达能够分辨两个目标之间最小距离的能力。它由公式d_res = c/(2 * B * Tc)给出，其中c是光速，B是带宽，Tc是chirp周期。较高的IF带宽和更短的chirp持续时间将提高范围分辨率，使雷达能够在密集环境中更好地工作。 5. 模块1：距离估计： 在实际应用中，雷达会根据目标反射回来的信号到达时间，结合其自身的发射频率变化，来计算目标距离。通过研究chirp的特性，可以确定雷达能够探测到的最大距离，并确保在多目标情况下能够正确地估计各个物体的位置。 TI毫米波雷达原理讲解PPT深入剖析了FMCW雷达的工作机制，涵盖了从基本操作、多目标距离测量到IF信号和范围分辨率等核心知识点。理解和掌握这些原理，对于设计和优化毫米波雷达系统具有重要意义。