雷达测距调频连续波（FMCW）讨论一下

zccmymail · 发表于 2012-5-17 19:12:54

在做一个雷达测距的项目，用ＦＭＣＷ的原理来测距，进展一直很顺利。但是今天与西电一人讨论精度问题，忽然很惆怅了。我错了么？

具体如下：原理我就不赘述了。我选择调频宽度为２５０MHZ。那么我的分辨率将是６０ｃｍ。这是公式算出来的。

最终距离 R=60*F测频/F调制

我确定F调制为1ＫＨＺ、那么测得　Ｆ测频　　就得出结果了。

做ＦＦＴ对中频信号测频，那么我测频精度高的话，我就不受着个６０ｃｍ的限制了啊。这个精度限制应该是６０／１０００（调制频率）　　　　　还是说，在６０ｃｍ内变化，得到的中频信号不会变化。

我想把精度调高到１ｃｍ。

本来想提高频率的精度就可以了，不用管调频的宽度。

附件是我用的传感器。

热烈欢迎大家讨论

mwlxp1 · 发表于 2023-8-5 09:02:03

fangyougang 发表于 2017-5-18 08:56
我现在想了解的是，为什么大家都把多个PRI的信号放到一起做FFT？为什么不一个周期一个周期的做？这样应该不 ...
(引用自128楼)

我也在想是不是可以这样避免1K的干扰。

fangyougang · 发表于 2019-6-25 07:08:14

说得不错，赞一个！

shu87946726 · 发表于 2018-10-9 16:28:53

楼主，请问每个调制周期内的回波信号是重复的，不是连续的，FFT采样时间不够，无法提高分辨率，你是怎么解决的

llh1234 · 发表于 2017-6-16 15:19:11

mark！
收藏

fangyougang · 发表于 2017-5-18 08:56:29

我现在想了解的是，为什么大家都把多个PRI的信号放到一起做FFT？为什么不一个周期一个周期的做？这样应该不会有那个1kHz的杂散了。除非是距离模糊了。

fangyougang · 发表于 2017-5-18 08:54:39

大神们做的怎么样了？分辨力只能通过提高带宽来提高。精度可以通过增加fft长度来实现。毋庸置疑。

水煮鱼 · 发表于 2017-1-5 20:22:23

lsx007 发表于 2017-1-5 20:14
你说的是距离精度，距离分辨率是指区分2个反射体之间的最小距离， 250M的带宽，如果两个反射体的小于6 ...

受教了，请问能否加你QQ向你请教请教

lsx007 · 发表于 2017-1-5 20:14:09

水煮鱼发表于 2017-1-5 20:07
我说的是距离分辨率，可能我们理解上有点差异，我说的距离分辨率就是我移动5cm可以正常分辨出来(比如从5. ...

你说的是距离精度，距离分辨率是指区分2个反射体之间的最小距离， 250M的带宽，如果两个反射体的小于6厘米，那么你只能检测到一个目标；
提高距离精度首次看你用的是哪种体制？ FFT点数及后面算法上做chirpz也可以提高测距精度

水煮鱼 · 发表于 2017-1-5 20:07:20

lsx007 发表于 2017-1-5 19:51
你说的是距离精度吧

我说的是距离分辨率，可能我们理解上有点差异，我说的距离分辨率就是我移动5cm可以正常分辨出来(比如从5.0m的位置移动到5.05m的位置)，但是我移动个一两厘米分辨不出来，分辨率做高了距离精度就不会太差

lsx007 · 发表于 2017-1-5 19:51:53

水煮鱼发表于 2017-1-5 19:50
R=c/2B 我的扫频带宽B：250M，按照这个公式算出来我的距离分辨率R = 0.6m，可是我现在已经做到了5cm， ...

你说的是距离精度吧

水煮鱼 · 发表于 2017-1-5 19:50:31

R=c/2B 我的扫频带宽B：250M，按照这个公式算出来我的距离分辨率R = 0.6m，可是我现在已经做到了5cm，请问这个怎么解释呀？

lsx007 · 发表于 2017-1-5 19:27:04

水煮鱼发表于 2017-1-5 19:16
77G成本高很多倍

1cm的距离分辨率，R=c/2B R=0.01 则 B=15GHz 想都不要想啦

水煮鱼 · 发表于 2017-1-5 19:16:57

lsx007 发表于 2017-1-5 19:15
提高距离分辨率只有提高扫频带宽，要做到1cm，77GHz啦

77G成本高很多倍

lsx007 · 发表于 2017-1-5 19:15:03

水煮鱼发表于 2017-1-5 18:28
我的雷达测距现在做到5cm的分辨率了，想把分辨率提高到1cm以内，有没有兄弟能讨论下？ ...

提高距离分辨率只有提高扫频带宽，要做到1cm，77GHz啦

水煮鱼 · 发表于 2017-1-5 18:28:29

我的雷达测距现在做到5cm的分辨率了，想把分辨率提高到1cm以内，有没有兄弟能讨论下？

ponder2077 · 发表于 2017-1-4 15:13:26

都是大牛呀

水煮鱼 · 发表于 2016-10-28 13:34:58

weihei 发表于 2016-10-28 12:59
你可以拿示波器看看中频信号，应该是调制波形泄露过去，中频放大倍数放大太大，饱和了，只剩下调制波形了 ...

这是我把中频信号采样回来用matlab画出来的信号(第一张图片是局部放大的效果)，效果跟47楼感觉差不多。
每个尖峰出现的频率等于调制频率50hz，麻烦大哥帮我看下这个中频信号是否有问题？

weihei · 发表于 2016-10-28 12:59:33

水煮鱼发表于 2016-10-28 11:38
大哥你好，小弟现在也遇到一个和你这个帖子描述的相同的问题，FFT之后的频率全是调制频率的整数倍，请问你 ...

你可以拿示波器看看中频信号，应该是调制波形泄露过去，中频放大倍数放大太大，饱和了，只剩下调制波形了。

水煮鱼 · 发表于 2016-10-28 11:38:14

大哥你好，小弟现在也遇到一个和你这个帖子描述的相同的问题，FFT之后的频率全是调制频率的整数倍，请问你这个问题现在解决了吗？

brightchl · 发表于 2016-9-11 10:29:56

公司在搞这个产品，可惜对手都是博士，国内等对手

justforfun · 发表于 2016-9-11 07:43:13

传感器哪里能买到？

happy_andy · 发表于 2016-7-11 13:45:38

关注此技术

ruhr@de · 发表于 2016-5-9 22:02:23

楼主，帖子沉了吗？现在遇到和楼主一开始一样的问题，我测距在2-3米之间结果几乎差不多。用的是IVS-465，调频宽度也是250MHz，采样频率45KHz, 不知道楼主最后的结果怎么样，精度提高上去了吗？谢谢

AVR-MEGA128 · 发表于 2013-10-28 09:38:36

LZ的成品做好了么

AVR-MEGA128 · 发表于 2013-10-28 09:19:59

最近也想了解下FMCW原理

zccmymail · 发表于 2012-9-6 17:37:19

yirenonege 发表于 2012-9-6 11:46
Chirp-z变换可以可以提高频谱某段内的分辨率，可在不大幅提高计算量的情况下提升分辨率。有次翻书碰巧看到 ...

谢谢你了。

CZT解决不了问题。原因就不细说了，之前已经讨论过这个问题了。

yirenonege · 发表于 2012-9-6 11:46:43

Chirp-z变换可以可以提高频谱某段内的分辨率，可在不大幅提高计算量的情况下提升分辨率。有次翻书碰巧看到，不知道对楼主有用么

xml2028 · 发表于 2012-9-6 11:43:22

gzhuli 发表于 2012-6-27 09:18

咕唧霖真是无所不知，我再一次敬仰了

zccmymail · 发表于 2012-9-6 11:08:43

DOER 发表于 2012-9-5 13:59
楼主，你进行的怎样了？

有什么要讨论的？

DOER · 发表于 2012-9-5 13:59:54

楼主，你进行的怎样了？

jetgao · 发表于 2012-9-4 13:52:40

philoman，请问你对电扫描的便携式雷达怎么看啊。就是类似附件中的这个雷达。

jetgao · 发表于 2012-9-4 13:51:06

电扫描的调频连续波地面侦查雷达有没有前途，中国有没有地方做过，请业内人士讨论下。

zccmymail · 发表于 2012-8-26 19:18:33

philoman 发表于 2012-8-25 11:14
这是一个搞理论研究的人容易忽略,而搞工程实践的人必然遇到的问题 ...

好多论文中都有这样一个观点：”FMCW测距精度的提高完全可以通过FFt+CZT实现。“然而我的试验却不是这样的。

philoman · 发表于 2012-8-25 11:14:54

zccmymail 发表于 2012-8-21 17:18
philoman ，你说的很对。主要就是因为中频信号是一个周期信号。所以ＦＦＴ的结果是好多次谐波混合在一起 ...

这是一个搞理论研究的人容易忽略,而搞工程实践的人必然遇到的问题

zccmymail · 发表于 2012-8-21 17:18:23

philoman 发表于 2012-6-28 21:52
你说的"中频信号的频谱是调制频率的整数倍", 应该是指"周期信号的频谱为原信号频谱的离散采样", 信号系统里 ...

philoman ，你说的很对。主要就是因为中频信号是一个周期信号。所以ＦＦＴ的结果是好多次谐波混合在一起的结果。

很多的关于ＦＭＣＷ测距的论文都忽略了这一点。　谢谢。

gzhuli · 发表于 2012-6-29 02:02:56

首先是检查硬件电路，其次是找开阔场地，单一反射面，排除多径反射，得到如87楼的等幅正弦IF波形，然后再考虑FFT结果转换成距离的问题。

philoman · 发表于 2012-6-28 21:52:07

你说的"中频信号的频谱是调制频率的整数倍", 应该是指"周期信号的频谱为原信号频谱的离散采样", 信号系统里面有说明这个问题

zccmymail · 发表于 2012-6-28 21:18:04

啦啦啦，推倒重来吧。

gzhuli · 发表于 2012-6-27 09:18:01

zccmymail 发表于 2012-6-26 20:50
gzhuli，十分感谢你。这张图就是我想要的结果，按照你的说法，那么中频信号的频谱是连续的。，这个与一 ...

zccmymail · 发表于 2012-6-26 20:50:06

gzhuli 发表于 2012-6-26 20:02
就是不应该有这么明显的调制锯齿波叠加在上面。
锯齿波的频谱分量含有大量谐波，高通没办法完全滤掉的， ...

gzhuli，十分感谢你。这张图就是我想要的结果，按照你的说法，那么中频信号的频谱是连续的。，这个与一些论文（崔占忠）的说法相同。只要FFT点数够大，就能得到你想要的精度。

也有一些论文中说到FMCW的带宽限制了精度。中频信号的频谱是调制频率的整数倍。因为调制信号是周期的，所以ＦＦＴ得到的频谱必然是离散的，且谐波分量都在调制信号频率的整数倍处。　　按照您的说法，那么整数倍处出现峰值的原因是中频信号含有没有滤干净的调制波形？

可能说的逻辑有点混乱

，多包含。

不知能否告诉我你找的这张图的出处。谢谢！！

gzhuli · 发表于 2012-6-26 20:02:50

本帖最后由 gzhuli 于 2012-6-26 20:07 编辑

zccmymail 发表于 2012-6-26 19:17
调制频率叠加的中频信号，如下图，上面是滤波后，下面是滤波前的IF信号。
应该没有问题啊。能指出问题所 ...

就是不应该有这么明显的调制锯齿波叠加在上面。
锯齿波的频谱分量含有大量谐波，高通没办法完全滤掉的，这就是每1kHz有一个峰值的原因。
而且我看你第一个截图，IQ通道波形大相径庭，这也是不对的。

看看人家的IF波形：

zccmymail · 发表于 2012-6-26 19:17:50

gzhuli 发表于 2012-6-26 18:27
你滤波前的IF波形应该是有问题的。

调制频率叠加的中频信号，如下图，上面是滤波后，下面是滤波前的IF信号。
应该没有问题啊。能指出问题所在么？

gzhuli · 发表于 2012-6-26 18:27:30

你滤波前的IF波形应该是有问题的。

zccmymail · 发表于 2012-6-26 17:03:03

philoman 发表于 2012-6-24 15:32
FFT结果中出现的最大值并不一定是真实峰值, 还是回到前面的讨论, 假设实际峰值可能位于FFT的两个点之间, 那 ...

philoman ，在一个雷达论坛中也看到了你，还是版主！真巧。

我做了FFT得到的结果是如下图所示的结果。峰值只出现在调制频率F的整数倍处

a，b1，c三个峰值是中频信号FFT 得到的结果。中频信号的实际频率应该是在最大值b1和次大值a之间。

插值算法的理论似乎是用b1和b2的值来插值而我想用a和b1的值来插值。疑惑就在这里。请你指教。

jiwm · 发表于 2012-6-24 16:14:42

gzhuli 发表于 2012-5-18 14:02
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 ...

果然是大师，不管动手还是理论

philoman · 发表于 2012-6-24 15:32:46

FFT结果中出现的最大值并不一定是真实峰值, 还是回到前面的讨论, 假设实际峰值可能位于FFT的两个点之间, 那么会在相邻的两点及相近的点上同时出现谱线, 也就是我前面动画1想要表达的意思; 至于你说的1ms(PRI)或1KHz(PRF)的局限, 这个影响最大不模糊距离和最大不模糊速度, 不影响测距精度.

zccmymail · 发表于 2012-6-24 14:05:34

philoman 发表于 2012-6-7 17:07
47楼的图差不多是对的，45楼的问题，既然你提到了丁鹭飞的雷达原理，说明你准备工作做得不错，你再仔细看 ...

我想插值法对于我出现的问题可能并不管用，插值法应该是建立在同一个谱峰上，利用同一个谱峰上的最大值和次大值计算的。而我在这个谱峰上插值只能得到在此峰值处频率的分辨率的进一步提高。却不能克服总是整数倍的情况。

zccmymail · 发表于 2012-6-24 13:58:54

philoman 发表于 2012-6-7 17:07
47楼的图差不多是对的，45楼的问题，既然你提到了丁鹭飞的雷达原理，说明你准备工作做得不错，你再仔细看 ...

我最近一直在看相关理论，在所查阅的十几篇硕博论文中，没有人写到这种情况，（就是测距不连续，中频信号是调制频率的整数倍）。我不是雷达专业的，在网上发现有人和我遇到了同样的问题，只是无人解决。我所知道就只有你能帮帮我了，不需要具体办法，只要指一条路径就万分感谢了。

zccmymail · 发表于 2012-6-21 08:22:25

reflecter 发表于 2012-6-20 21:24
感觉华儒的技术支持不怎么专业，买过他们家代理的IPM165，偏贵了点（不过这模块比我们用的LB200要好些）
先 ...

这份资料。看过。还不错。他们IPM165 一个要90.

reflecter · 发表于 2012-6-20 21:24:25

本帖最后由 reflecter 于 2012-6-20 21:27 编辑

感觉华儒的技术支持不怎么专业，买过他们家代理的IPM165，偏贵了点（不过这模块比我们用的LB200要好些）
先传点InnosenT官方资料先
APPLICATION NOTE II， Detection and ranging of moving and stationary objects by using the FMCW radar principle

传了N多次，算了，不传了

albert_w · 发表于 2012-6-20 21:06:25

这个就不理解了，fft采样不连续数据（两段扫描数据之间是断开的，或者说不均匀数据），出来的结果会怎么样？
学计算机的人表示对FFT无能为力

等philoman来解惑

zccmymail · 发表于 2012-6-20 20:56:09

albert_w 发表于 2012-6-19 09:58
常规的FFT就这德行吧. 这就是32/37楼的问题,也是51楼说的情况.
这个结果正好和一楼西电人民的观点吻合了!

albert_w,你说过：“看了一下，1ms周期内，不管怎么采样，基频没法超过1k，精度也就上不去了。“ 这句话我理解了，我以40960的采样率采样了4096点，这么说我应该是采样了100ms的数据，可惜，还是我所观测的基频还是1Ｋ。

zccmymail · 发表于 2012-6-20 19:55:04

albert_w 发表于 2012-6-19 10:01
实际上不管你做多少个点,直接出来的分辨率都是扫描周期分之一. 不知道能否多周期数据一起算,这个感觉有点悬 ...

从目前的结果看，无论做多少点数的FFT，对结果都是无用的，只能计算出整数倍的调制频率。后面必须加算法。不知道我的理解是否正确，我还在等philoman来帮我。

albert_w · 发表于 2012-6-19 10:01:24

实际上不管你做多少个点,直接出来的分辨率都是扫描周期分之一. 不知道能否多周期数据一起算,这个感觉有点悬.

单周期的话,这个频率分辨率出来的距离分辨率正好是1/带宽 -- 巧合还是雷达理论限制了?

albert_w · 发表于 2012-6-19 09:58:47

常规的FFT就这德行吧. 这就是32/37楼的问题,也是51楼说的情况.
这个结果正好和一楼西电人民的观点吻合了!

按照37楼说的办法,通过FFT算法的拟合,弄出一个最大值.
或者改变扫描周期,也许有戏.

但感觉仅仅靠fft也许是不够的. 什么过零之类的也许都要用上~~ 这个就等你上面的实验结果了

zccmymail · 发表于 2012-6-18 22:30:50

albert_w 发表于 2012-6-5 12:47
对1ms内的数据采样计算fft,得到的基频就是1k,也就是所有结果里的频率都是1k的倍数,不知道我对fft的理解是 ...

现在我以40960的采样率采样4096个点也就是100MS的信号，做4096点的FFT，可是得到的结果都是1K（也就是调制频率）的整数倍。不知是何原因。

zccmymail · 发表于 2012-6-18 18:48:54

顶一下。

实力太逊了，遇到个问题总是搞不定。

zccmymail · 发表于 2012-6-18 16:09:40

gzhuli 发表于 2012-5-18 14:02
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 ...

gzhuli,你好，我又把你恢复我的内容看了一遍。你说100M对应的最大频率为41.7K，可是41.7K／1K*0.6M=25Ｍ.这个关系不对啊。而且我现在ＦＦＴ的结果全是在调制频率１KHZ的整数倍处，照成所有的测量结果都是0.6M的整数倍。精度达到1Cm更是无从谈起了。

能帮我分析一下么？谢谢！！

zccmymail · 发表于 2012-6-17 22:49:27

philoman 发表于 2012-6-7 17:07
47楼的图差不多是对的，45楼的问题，既然你提到了丁鹭飞的雷达原理，说明你准备工作做得不错，你再仔细看 ...

philoman，我这段时间又做了些研究。

我在实验时，ＦＦＴ得到的峰值总是在调制频率的整数倍处，这样就是说我的分辨率只有０.６Ｍ（２５０ＭＨＺ的带宽）。我提高测频的准确性没有用，得到的只是在某一峰值处的提高。我需要的值可能是在某两个峰值之间。

我仔细看了你的第一个ＧＩＦ，我做ＦＦＴ分辨率到１０ＨＺ，我是不是应该用我测得峰值（假设是１２ｋ）左右的峰值11K，13K。利用这三个频率点处的峰值拟合，或者是插值，来得到实际的频率（实际的中频频率不可能总是调制频率的整数倍），就像你的第一张GIF图片一样。

还是说，第一张GIF图的意思是：FFT测得峰值是12Ｋ，在１２K的基础上提高精度，精确到12.05Ｋ（假设）。

还望你来解惑万分感谢！！

zccmymail · 发表于 2012-6-7 19:09:19

philoman 发表于 2012-6-7 17:07
47楼的图差不多是对的，45楼的问题，既然你提到了丁鹭飞的雷达原理，说明你准备工作做得不错，你再仔细看 ...

恩。感谢指导。我再看看资料。充分理解后再向你求教。谢谢！

philoman · 发表于 2012-6-7 17:07:58

zccmymail 发表于 2012-6-6 20:27
philoman,别走啊。我还等着你帮我解惑呢。

47楼的图差不多是对的，45楼的问题，既然你提到了丁鹭飞的雷达原理，说明你准备工作做得不错，你再仔细看看LFMCW的测距原理；（去斜、de-chirp、stretch）

albert_w · 发表于 2012-6-7 08:59:05

扫频雷达就是利用扫频把测距输出弄成测速一样

chary_5 · 发表于 2012-6-6 22:07:16

wangguanfu 发表于 2012-6-5 10:46
哥再发个图这个是用GUNN DIODE做的震荡器

牛人！！！！
看LZ的图好像是测速的哦。。。

小声的问一句，那种黑色的电路板哪儿买的？能否短消息告知下

zccmymail · 发表于 2012-6-6 20:27:45

philoman 发表于 2012-6-5 20:34
I/Q的目的是为了在测速能够区分正负速度;

philoman,别走啊。我还等着你帮我解惑呢。

zccmymail · 发表于 2012-6-5 21:02:45

philoman 发表于 2012-6-5 20:34
I/Q的目的是为了在测速能够区分正负速度;

恩。我只是静态测距，所以我只观察了I通道的信号。我47楼的图是否正确？还有我45楼的疑惑麻烦解答下。谢谢了！！

philoman · 发表于 2012-6-5 20:34:40

zccmymail 发表于 2012-6-5 11:16
是不是I通道和Q通道的信号都要用到？我在研究理论时发现好像测量静态目标只需要一个通道的中频信号。I通 ...

I/Q的目的是为了在测速能够区分正负速度;

philoman · 发表于 2012-6-5 20:32:01

albert_w 发表于 2012-6-5 12:47
对1ms内的数据采样计算fft,得到的基频就是1k,也就是所有结果里的频率都是1k的倍数,不知道我对fft的理解是 ...

你说的基频应该是指的频率分辨率, 即FFT之后, 相邻点之间的对应谱线间隔大小;

philoman · 发表于 2012-6-5 20:26:09

jeffwei 发表于 2012-6-3 19:09
歪一下楼，考拉的第一个GIF图有点淫荡
请教一下雷达专业的
有人搞火车防撞雷达，即检测1500米远处有没有物 ...

雷达的分辨率有两种, 一种是方位向分辨率,这个主要靠天线的波束或者合成孔径来实现,另一种是距离分辨率,这个要靠提高信号带宽来实现;
我不知道你说的这个侵线检测是什么意思, 如果是以两条铁轨为边界, 检测有无目标越界, 这个对雷达来说的确很难; 类似的原理在公路上的应用是过双黄线检测, 依靠视频处理实现的, 而不是雷达;

philoman · 发表于 2012-6-5 20:19:28

测频本来就是一门学问; 这里提高精度的方法可以参照激光测距,二者有相通之处;

albert_w · 发表于 2012-6-5 18:07:21

zccmymail 发表于 2012-6-5 16:39
方法很多，zoomfft ，多级fft，ARMA功率谱，利用FFT相位信息，fft+DFT。很多这种理论研究，提高测频精度 ...

哈哈等你的高精度实验结果! 确实很有研究头, 好多ieee的文章

zccmymail · 发表于 2012-6-5 16:39:47

albert_w 发表于 2012-6-5 15:48
能详细说说吗？对所有提高精度的办法都感兴趣，呵呵。谢谢！

方法很多，zoomfft ，多级fft，ARMA功率谱，利用FFT相位信息，fft+DFT。很多这种理论研究，提高测频精度。

albert_w · 发表于 2012-6-5 15:48:16

warmonkey 发表于 2012-6-5 15:26
有人在数字域用差拍的方法提高精度，但是读数的速率就降低了

能详细说说吗？对所有提高精度的办法都感兴趣，呵呵。谢谢！

zccmymail · 发表于 2012-6-5 15:41:05

warmonkey 发表于 2012-6-5 15:26
有人在数字域用差拍的方法提高精度，但是读数的速率就降低了

实时性和高精度是相互冲突的。

warmonkey · 发表于 2012-6-5 15:26:37

有人在数字域用差拍的方法提高精度，但是读数的速率就降低了

albert_w · 发表于 2012-6-5 15:26:24

看得出lz也做了不少研究啊，嗯有人用zc来算周期，但多目标很难处理，也需要结合数字滤波了。不清楚他们水位计如何处理到几mm的精度的。看那些商用的雷达，似乎扫频范围都比较宽

zccmymail · 发表于 2012-6-5 15:23:16

gzhuli 发表于 2012-6-2 23:57
楼主还是找个室外空旷地去调试吧，室内多径干扰太厉害了。

我找的是一个长２０Ｍ，１０Ｍ的空房间，室外主要不好找反射物，以及电源不好弄。你说的室内多径干扰是怎么回事呢？

zccmymail · 发表于 2012-6-5 15:07:49

albert_w 发表于 2012-6-5 12:47
对1ms内的数据采样计算fft,得到的基频就是1k,也就是所有结果里的频率都是1k的倍数,不知道我对fft的理解是 ...

想把60cm分辨率做到1mm难度的却比较大，可是调制带宽加到1.5GHZ，这种收发前段价格很贵，我咨询一家外国公司叫SIVersima，他们的产品是1.5G的带宽，价格要12000.

ＦＦＴ之后的算法，CZT，插值等等。但是在所有现成的产品中，往往分辨率是1mm，精度只能到5mm--2cm。

zccmymail · 发表于 2012-6-5 14:54:32

albert_w 发表于 2012-6-5 12:33
谢谢,我昨天电话问了下华儒, 说单个3k5,看起来差不多这个价格,我问的ivs167. 用来做阵列搞sar是没机会了 ...

他们公司做的水位计的却做到了mm左右的精度，我给你个连接吧，http://www.tudou.com/programs/view/X1FnOAdVkWY/?resourceId=0_06_02_99?fr=1

albert_w · 发表于 2012-6-5 12:47:12

zccmymail 发表于 2012-6-5 11:08
这句话不是很理解，可以仔细说一下么，谢谢了！

对1ms内的数据采样计算fft,得到的基频就是1k,也就是所有结果里的频率都是1k的倍数,不知道我对fft的理解是否正确. 即时通过抖动什么的各种算法,得到一个较为精确的结果,我想要把60cm->mm级别也是非常难的.
倒是看到一些雷达的扫描范围是1.5G,这样的话理论在100mm, 我想fft多次处理后也许能到10-20mm精度. 但官方文档确实说他们的精度在mm级别(即使250MHz宽度扫描)

不知道这部分高精度的算法应该怎么来做

albert_w · 发表于 2012-6-5 12:33:25

zccmymail 发表于 2012-6-5 09:57
看数量，单个的话3000左右。批量的可以便宜很多

谢谢,我昨天电话问了下华儒, 说单个3k5,看起来差不多这个价格,我问的ivs167. 用来做阵列搞sar是没机会了.
批量做到1krmb估计也不太可能吧...

倒是他们自己说把精度做到了数mm级别. 但具体的他们电话里也说不清楚. 不知道怎么搞的,感觉纯靠fft很难做到这个级别

zccmymail · 发表于 2012-6-5 11:16:06

philoman 发表于 2012-6-3 01:38
楼主目前主要的问题在于对LFMCW测距测速的原理还不是很清楚；示波器的那个截图中频信号不太对，理想点目标 ...

是不是I通道和Q通道的信号都要用到？我在研究理论时发现好像测量静态目标只需要一个通道的中频信号。I通道中频信号里面包含了调制锯齿波的干扰，我通过一个高通滤波器滤掉调制信号，得到的波形如下

zccmymail · 发表于 2012-6-5 11:08:20

albert_w 发表于 2012-6-3 12:24
看了一下，1ms周期内，不管怎么采样，基频没法超过1k，精度也就上不去了。多周期连起来不知道能提高不 ...

这句话不是很理解，可以仔细说一下么，谢谢了！

zccmymail · 发表于 2012-6-5 10:55:04

philoman 发表于 2012-6-2 20:24
下面来说说这个损失是怎么回事，

看b图的时频关系曲线，可以看到，对应于同一距离上的目标，出现两个不同 ...

”对应于同一距离上的目标，出现两个不同频率的差频信号“这是为什么？因为那个每周期出现的一段中频信号不是一条连续的直线？这个在计算时是可以忽略的。（参考丁璐飞雷达原理）
有效信号处理时间小于一个周期T，亦即4096*ts<T？这个也不太理解，我的ts是1/40960，那么这个T是我的调制周期也就是1ms，这样我不符合4096*ts<T这个式子了。麻烦你详细说一下。再次感谢了！！

wangguanfu · 发表于 2012-6-5 10:46:39

哥再发个图这个是用GUNN DIODE做的震荡器

zccmymail · 发表于 2012-6-5 10:26:26

wangguanfu 发表于 2012-6-5 10:22
我来发个图

板子全是自己做啊？天线也自己设计。太NB了。

wangguanfu · 发表于 2012-6-5 10:22:27

本帖最后由 wangguanfu 于 2012-6-5 10:23 编辑

我来发个图

zccmymail · 发表于 2012-6-5 10:17:09

philoman 发表于 2012-6-2 21:30
关于如和提高精度，以及当距离变化小于60cm时频率如何变化的问题，我做一个动画给楼主看看；

这两个动画我理解了。就是说测量的精度靠的还是测频的精度。我用的是拟合法来提高FFT之后的测频精度的。插值法需要二分迭代，我觉得浪费时间。

zccmymail · 发表于 2012-6-5 10:01:12

philoman 发表于 2012-6-2 20:15
根据数字信号处理知识，频率分辨率是时间的倒数，即，当你用4096点进行FFT时，你的频率分辨率是fs/4096=1/( ...

在前面确实没有提到我的采样频率，本来准备设置成为根据中频信号的频率范围浮动的采样频率，来提高测频精度。在实验中，为了简便我就设置成40960HZ的采样频率。

十分感谢你！！！！

zccmymail · 发表于 2012-6-5 09:57:30

albert_w 发表于 2012-6-2 17:20
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

看数量，单个的话3000左右。批量的可以便宜很多

jeffwei · 发表于 2012-6-3 21:34:03

gzhuli 发表于 2012-6-3 19:23
拐弯咋办？有多少铁路是笔直的？

大部分的铁路弯道角度不大，角度大的地方不测，电务部门可以提供哪里是弯道的基础数据

gzhuli · 发表于 2012-6-3 19:23:08

jeffwei 发表于 2012-6-3 19:09
歪一下楼，考拉的第一个GIF图有点淫荡
请教一下雷达专业的
有人搞火车防撞雷达，即检测1500米远处有没有物 ...

拐弯咋办？有多少铁路是笔直的？

jeffwei · 发表于 2012-6-3 19:09:11

歪一下楼，考拉的第一个GIF图有点淫荡
请教一下雷达专业的
有人搞火车防撞雷达，即检测1500米远处有没有物体侵线威胁到火车运行安全
项目提出时我就觉得失败的可能性很大，毕竟地面杂波太多了，结果这个项目今年真的停了
他们的具体方案我不知道
我想知道的是目前国内的雷达能做到在复杂环境的高精度检测吗？
我的想法是火车的轨道应该比较好分辨出来，然后以轨道参考周围有没有物体侵线

philoman · 发表于 2012-6-3 17:38:09

楼上对“分辨率”的理解是对的；精度是可以提高的，比如我之前给出的两个GIF，是通过插值的方式提高测频精度的；假设一个单频信号的频率值恰好位于两个频点之间，那么可以通过插值的方式，找出最大幅度的所在的频率位置作为真实频率的一个估计；

图中待测信号的真实频率值是5.2，这个值是未知的；通过对信号进行采样和FFT，得到频谱的最大值出现在频率5上（图中红色的"+"表示FFT变换结果）；注意到，相邻的频率点上幅度也不会零，这就是FFT的频谱泄露现象；在一般情况下，一般将频率5作为待测信号频率的估计值，显然精度是比较差的；我们可以通过插值的方式，得到图中蓝色的虚线曲线，其幅度最大值所在的频率作为待测信号的频率的估计，显然精度大大提高了；

albert_w · 发表于 2012-6-3 12:39:01

一般说雷达分辨率是说临近物体分离能力，这个好理解，脉冲之间重叠了。那这个分辨率和测距精度数值上等同吗？望philoman等扫一下盲

albert_w · 发表于 2012-6-3 12:24:15

看了一下，1ms周期内，不管怎么采样，基频没法超过1k，精度也就上不去了。多周期连起来不知道能提高不

philoman · 发表于 2012-6-3 01:38:54

楼主目前主要的问题在于对LFMCW测距测速的原理还不是很清楚；示波器的那个截图中频信号不太对，理想点目标的LFMCW回波得到的中频信号应该是疏密相间的正弦信号。常规雷达测试的时候，可以采用角反射器作为点目标来反射电磁波，便于进行信号处理和分析；当然，你采用的这种照射天花板的方式，也可以试试看，你可以把中频I／Q信号截取下来发给我，帮你分析下，我是雷达专业的

gzhuli · 发表于 2012-6-2 23:57:34

楼主还是找个室外空旷地去调试吧，室内多径干扰太厉害了。

philoman · 发表于 2012-6-2 21:30:21

关于如和提高精度，以及当距离变化小于60cm时频率如何变化的问题，我做一个动画给楼主看看；

两幅图均展示了一个频率点向另一个频率点渐变的过程中FFT输出的幅度，同时展示了FFT的频谱泄露效应；红色的十字表示FFT计算出来的频点准确位置，蓝色的线是将离散的点连成的；第二幅图采用的是时域补零的插值法提高精度；

philoman · 发表于 2012-6-2 20:24:50

下面来说说这个损失是怎么回事，

看b图的时频关系曲线，可以看到，对应于同一距离上的目标，出现两个不同频率的差频信号，因此，你在信号处理的时候，必须丢掉其中一个频率的数据；从而导致你的有效信号处理时间小于一个周期T，亦即4096*ts<T；不知道楼主的LFMCW系统是否存在这样的问题呢

philoman · 发表于 2012-6-2 20:15:16

本帖最后由 philoman 于 2012-6-2 20:16 编辑

根据数字信号处理知识，频率分辨率是时间的倒数，即，当你用4096点进行FFT时，你的频率分辨率是fs/4096=1/(4096*ts)；ok，问题回到刚才我说的“损失”，如果这里的4096*ts=T，那么带宽是没有损失的，这个关键的参数fs=1/ts，楼主没有交代哦！

注：fs是对差频信号A/D转换时的采样率，ts为采样周期；

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