线性调频连续波雷达的距离估算.doc

收稿日期:2005-07-12作者简介:何源(1976—,男,在读硕士研究生,:1004-5422(200504-0301-03线性调频连续波雷达的距离估算何源1,袁飞2,朱彬3(成都大学网络管理中心,成都 610000摘要:针对线性调频连续波(LFMCW雷达系统的结构特点,推导了LFMCW,证明了LFMCW雷达作用距离的四次方与其发射信号的时宽带宽积成正比,:调频连续波;雷达;距离;估算中图分类号:TP958 0 前言(LFMCW雷达具有发射功率低、无距离盲区、距离分辨力高等特点,广泛应用于无线电高度表、工业测距、汽车防撞和导弹制导等领域[1].随着毫米波技术的发展,LFM2CW前端已经固态化、集成化、小型化[2].毫米波FMCW雷达很容易获得大的绝对带宽,从而获得高的距离分辨力;使用小孔径天线即可获得窄的波束指向,,毫米波LFMCW雷达受器件的限制,其发射功率较小,,研究LFMCW雷达的距离方程,给出LFM2CW雷达发射功率与作用距离的定量关系, LFMCW雷达的系统结构FMCW雷达的调制方式主要有线性调制(,、信号预处理、信号采集及数字信号处理几部分组成[3],:在数字信号处理器的控制下,由D/A输出一线性扫频电压,驱动图1 ,一路经环行器后送到天线辐射电磁波,,、滤波处理后由A/D变换器转换为数字信号,再由数字信号处理器经FFT运算转换为频域分布,从而获取距离、: fIFTc(1式中,T为扫频时宽,B为扫频带宽, LFMCW雷达的傅里叶处理由式(1可知,,有2RmaxT・cν1,,LFMCW雷达的中频输出可表示为:SIF(t=Msin(2πfIFt+<0+n(t(2式中,<0为中频信号的初相位,n((t为白噪声,并忽略A/D采样的量化噪声,则数字信号处理器的输入信噪比(按能量计为:EsiNsi2Nsi(3中频输出经数字信号处理器FFT运算后其能量的分布由时域转换为0~fs/2布,即能谱, LFMCW雷达的能谱在fs=2fc,即等Nyquist条件下,FFT运算后目标距离R对应频率点fIF处的最大信噪比输出为:ENso22Nsi/fc=2NsiTfc=ENsiTfc(4由式(3、(4可得经FFT运算获得的傅里叶处理增益为: NE/NEsi/Nsi=Tfc(53 LFMCW雷达的距离方程收发