雷达参数设计

发布于:2023-01-15 ⋅ 阅读:(598) ⋅ 点赞:(0)

前言:所有的算法落实到实际应用中就必须要考虑实际中的应用场景,针对需求相应的设计出合适的雷达参数。这篇笔记主要从距离分辨率,最大作用距离,速度分辨率,角度分辨率来给出设计参数的原理。

一、最大作用距离

与最大中频带宽IF_{max}有关

 最大中频带宽IF_{max}与采样率相关,在complex 1x情况下,IF_{max}\leq 0.9f_{s};在complex 2x情况下,IF_{max}\leq \frac{0.9f_{s}}{2},complex 1x比complex 2x使用更小的采样率,采集的数据都为有效数据。因此最大作用距离可以用以下公式估计:

其中,K是调频斜率,T_{c}是chirp总周期包括rampEndTime和idleTime。

二、距离分辨率和测距精度

1、距离分辨率是指分辨两个物体距离向的能力,计算公式如下:

2、测距精度是指测量单目标的距离测量精度,取决于信噪比,计算公式如下:

三、速度分辨率

1、最大探测速度

目标速度是通过提取chirp之间的相位差(多普勒频率)来计算。连续chirp之间的相位差的相位差可表示为:

当相位保证不模糊时,则\Delta \varphi \leq \pi,于是最大探测速度为

  

2、速度分辨率

速度分辨率表示速度维区分两个同一位置的目标的能力。假设一帧传输 N 个chirp,速度维频率分辨率为\large 2\pi/N

3、测速精度

测速精度表示测量单目标的速度测量精度,取决于信噪比。计算公式如下:

 

四、角度分辨率

1、测角范围FOV

角度通过RX天线间的接收信号相位差(由波程差引起)来计算,相位差为:

当相位差不模糊时,即\large | \omega|< \pi,得到测角范围。 

 

2、角度分辨率

角度分辨率表示在角度维分离相同距离、速度目标的能力。雷达的角度分辨率一般较低,AWR1xxx系列雷达1TX4RX的角度分辨率28°左右。在实际情况下,由于距离、速度分辨率较高,目标一般可以在距离和速度维区分开。

假设接收天线个数为\large N_R_X,角度维频率分辨率为\large 2\pi/N_{RX}

 

  

3、测角精度取决于雷达天线波束宽度即天线增益和信噪比有关,计算公式如下:

 参考文章:

1、毫米波雷达系统性能参数分析_唱跳c++篮球的博客-CSDN博客_毫米波雷达角度分辨率

2、毫米波雷达基础知识(二) - 知乎 (zhihu.com)


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