雷达之FMCW雷达基础知识
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雷达之FMCW雷达基础知识

2020年06月4日作者: Peter McNeil

连续波(CW)多普勒雷达可以通过调频来增强。这种雷达被称为调频连续波(FMCW)雷达。调频技术支持检测距离和目标速度，以及区分多个目标的能力。简单的连续波雷达只能分辨目标的速度，缺乏距离定时检测。速度测量功能的工作原理类似于简单的CW雷达，在CW雷达中，发射的信号通过混频器与接收信号进行连续比较。由此产生的频差与多普勒效应导致的目标的速度直接相关。

信号的飞行时间可以由发射信号和接收信号的相位差或频差来确定。因此，可以借助简单的频率比较来确定目标范围。

FMCW本质上使到目标的最小距离非常小，相同于载波频率的波长。FMCW雷达还可以用相对简单的电路同时探测目标距离和速度。这些测量也可以用精密元件进行，并得出非常精确的量程测量结果。FMCW雷达的低频输出实现了简单的检测电路，并且与脉冲雷达相比可以在相对较低的功率下工作。

像脉冲雷达一样，FMCW雷达仍然受到发射功率、天线效率和接收机灵敏度的限制。FMCW信号带宽还限制了雷达的最大距离，导致在距离分辨率方面作出让步。另一方面，距离分辨率受发射信号带宽的限制。带宽更大的FMCW信号允许提高距离分辨率。

FMCW雷达可以采用多种调频调制方式，常见的调制方式有锯齿形、三角型、方波型、阶梯型和正弦型。每种调制模式都有其自身的优势，其中锯齿调制提供了相对较高的最大距离并最小化了多普勒频率的影响。三角型调制允许借助相对简单的电路和处理来确定飞行时间的频移和多普勒频率之间的差异。方波调制作为频移键控(FSK)的一种基本形式，可以提供非常精确的近距离距离测量，但不能用于区分多个目标。阶跃调制增强了干涉测量的最大范围。

FMCW雷达方框图