雷达测距调频连续波（FMCW）讨论一下

philoman · 发表于 2012-6-2 20:10:46

楼主问题解决了没有？
我来抛砖引玉吧, 首先，雷达的"分辨率"与"精度"是两个概念，这个一定要分清楚；你的调频带宽B=250MHz，那么分辨率dR=C/2/B=0.6m，这个结论是对的；精度可以在分辨率的基础上再提高，比如由0.6m提高到0.06m，这是可能的。
但是需要注意，你在信号处理的时候带宽可能会有有损失，不知道你在跟西电的那位朋友有没有讨论到这一点；前面gzhuli已经分析过了，差频信号的频率与距离存在一个对应关系，已知周期T=1ms，那么调频斜率K=B/T=250GHz/s，假设差频信号频率为Δf=K*Δt，根据物理知识以及考虑到双程，距离R=C*Δt/2=C*Δf/K/2（我这里用的各变量符号与gzhuli兄不太一样）；注意到，K和C为常量，那么距离和差频信号频率之间满足线形关系，测频的精度直接决定测距的精度；现在的问题是，测频的精度是多少？

albert_w · 发表于 2012-6-2 17:20:01

请教lz那个头子大概什么价位？最近对雷达测距比较感兴趣

zccmymail · 发表于 2012-5-27 19:36:30

yuhang 发表于 2012-5-25 23:28
支持LZ，我正在弄射频前端，采用喇叭天线和YIG振荡器

谢谢。射频前端难啊。大牛！

yuhang · 发表于 2012-5-25 23:28:35

支持LZ，我正在弄射频前端，采用喇叭天线和YIG振荡器

zccmymail · 发表于 2012-5-25 20:25:26

不能沉了啊、大家做过的说一说啊

zccmymail · 发表于 2012-5-21 08:54:55

lovewwy 发表于 2012-5-20 21:23
14所你到可以打听下，他们地铁业务那块据说挺缺人，适合你，也是测速相关的 ...

十分感谢！

lovewwy · 发表于 2012-5-20 21:23:44

zccmymail 发表于 2012-5-17 19:19
倒是想进去。没门路啊。呵呵，苦逼小硕一名。

14所你到可以打听下，他们地铁业务那块据说挺缺人，适合你，也是测速相关的

zccmymail · 发表于 2012-5-20 19:42:56

坛子里的人来讨论一下啊

zccmymail · 发表于 2012-5-18 19:34:47

gzhuli 发表于 2012-5-18 17:31
距离2.7m？有点近了吧。

我想近的距离，反射信号必定强烈，测量精度应该高一点。

当时就是测天花板高的，没有空旷的试验场所哎。

我测5M左右距离，反射波形不放大的话，信号幅值就很小了。

gzhuli · 发表于 2012-5-18 17:31:21

距离2.7m？有点近了吧。

zccmymail · 发表于 2012-5-18 16:14:04

surf_131 发表于 2012-5-18 16:00
35GHz,45GHz, 65GHz, 93GHz这几个频段吧，实用化的是35/45，波束半功率角理想值达到1度，则波束2度宽。
...

感谢交流，前段雷达不是我能左右的。

我只想能在现有的基础上完成任务。

我看比人用同样的东西做到了1cm的精度。1MM的分辨率，我想我也可以。

zccmymail · 发表于 2012-5-18 16:11:17

本帖最后由 zccmymail 于 2012-5-18 16:15 编辑

gzhuli 发表于 2012-5-18 14:34
先不说精度，分辨率也是1m吗？你的4096点FFT结果是怎么样的？中频是一个很宽的频谱？ ...

我手边有一张中频信号通过示波器直接FFT的图片。

我的调频宽度是250MHZ，我设置锯齿波是0.5V--5.5V。

surf_131 · 发表于 2012-5-18 16:00:04

gzhuli 发表于 2012-5-18 14:34
先不说精度，分辨率也是1m吗？你的4096点FFT结果是怎么样的？中频是一个很宽的频谱？ ...

35GHz,45GHz, 65GHz, 93GHz这几个频段吧，实用化的是35/45，波束半功率角理想值达到1度，则波束2度宽。
毫米波的优点是对雨雪烟雾尘埃不敏感，可靠性高。缺点就是分辨率上不去。

前级性能有限，后级没必要折腾。为民用市场开发，最好搞视频的。

surf_131 · 发表于 2012-5-18 15:44:31

zccmymail 发表于 2012-5-18 10:58
天线波束是不是天线的俯仰角呢？关于这个我不是太懂。

这么说这款传感器，俯仰角是15度和25度。那么精 ...

波束宽度，方位角。2度已经是理想值了。

有利用这个连续波调制带上机电扫描构成的雷达成像系统，大体在50米距离上形成1米左右颗粒度的图像。

这东西已经是国外民用高档车的选配装置了，又叫避撞雷达。

gzhuli · 发表于 2012-5-18 14:34:12

zccmymail 发表于 2012-5-18 14:24
十分感谢元老来交流指导。我和你想的一样。

目前做到了4096点FFT，锯齿波我是用FPGA+DA做的，精度是锯 ...

先不说精度，分辨率也是1m吗？你的4096点FFT结果是怎么样的？中频是一个很宽的频谱？

zccmymail · 发表于 2012-5-18 14:24:03

gzhuli 发表于 2012-5-18 14:08
然后说到精度的话就跟你的锯齿波线性度、雷达VCO的压频线性度、中频时基精度都有关系，分辨率理论上可以无 ...

十分感谢元老来交流指导。我和你想的一样。

目前做到了4096点FFT，锯齿波我是用FPGA+DA做的，精度是锯齿波所能做到最好的了。“雷达VCO的压频线性度、中频时基精度”这两个我就不能左右了，因为内部电路我不清楚，我只能在测量的基础上校正了。

我的测距范围只要30M，按你所说，我做4096点FFT在理论上就可以达到1CM的分辨率了。

可惜的是现在精度大概只有1Ｍ．
我提高测量精度有什么途径，只能在不断试验的基础上，做出好的滤波放大电路？

gzhuli · 发表于 2012-5-18 14:08:47

然后说到精度的话就跟你的锯齿波线性度、雷达VCO的压频线性度、中频时基精度都有关系，分辨率理论上可以无限高，但精度不可能无限提高。能做到多少精度，要根据参数搭配实际测了才知道。

gzhuli · 发表于 2012-5-18 14:02:07

FMCW雷达的理论分辨率是这么算的：
1. 回波延迟t = L / 2C，则延迟时间和距离的关系是Δt = 1.67ns/m
2. 调频波形为锯齿波，频率1kHz，调频宽度250MHz，则频率随时间的变化率为Δf = 250MHz / 1ms = 250GHz/s
3. FMCW雷达的中频输出为发射信号与回波信号的差拍，于是差拍频率和距离的关系为fo = Δf * Δt = 250GHz/s * 1.67ns/m = 417Hz/m

可见测距分辨率取决于你的中频处理电路的频率分辨率。
假设你的测距范围是100m，则最大频移为41.7kHz，要求分辨率为0.01m的话，就是要求0~41.7kHz范围内的频率分辨率为4.17Hz，如果FFT的话就是最少1万个点。

zccmymail · 发表于 2012-5-18 11:01:40

求大家讨论一下啊。广开思路啊。

zccmymail · 发表于 2012-5-18 10:58:55

surf_131 发表于 2012-5-17 19:41
天线的波束有2度宽，你凭什么得到1cm的精度？

比如，你用手电筒，50米处光斑直径1米，你纵然能分辨1cm的距 ...

天线波束是不是天线的俯仰角呢？关于这个我不是太懂。

这么说这款传感器，俯仰角是15度和25度。那么精度是做不到1cm的？

可是FMCW雷达测距精度是可以达到这个等级的。

你说的理想平面，我想是一个平面，比如天花板，周围没有障碍物应该就可以完成测距了。

我的片面理解，忘指正！

surf_131 · 发表于 2012-5-17 19:41:48

发重了，删除。

surf_131 · 发表于 2012-5-17 19:41:30

天线的波束有2度宽，你凭什么得到1cm的精度？

比如，你用手电筒，50米处光斑直径1米，你纵然能分辨1cm的距离，却怎样保证目标就是一个理想平面？只有你用红激光器，50米处光斑直径2cm，这个1cm的分辨率才有意义。

monkhooder · 发表于 2012-5-17 19:29:13

zccmymail 发表于 2012-5-17 19:19
倒是想进去。没门路啊。呵呵，苦逼小硕一名。

话说硕士进了这些所，也是打杂的，没啥出路

zccmymail · 发表于 2012-5-17 19:19:11

monkhooder 发表于 2012-5-17 19:15
楼主是38所还是14所？

倒是想进去。没门路啊。呵呵，苦逼小硕一名。

monkhooder · 发表于 2012-5-17 19:15:07

楼主是38所还是14所？

zccmymail · 发表于 2012-5-17 19:14:28

有谁做过相关的研究，告知一下。谢啦

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