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FMCW毫米波雷达具有的优势使得它的应用具有广泛的前景。本文首先介绍了FMCW毫米波雷达的特点和优势,然后介绍FMCW毫米波雷达的结构、测距测速的原理,提出了分析中频信号的方法,对FMCW雷达信号处理在应用中存在的各种难题进行了一一解决,最后介绍了基于DSP(TMS320C6416)实时信号处理系统以及外围模拟电路的设计实现。
FMCW毫米波雷达主要包括毫米波传感器前端、中频信号处理电路两部份。对微波电路性能和信号处理算法要求都较高。由于毫米波前端的频率较高,以及FMCW雷达线性调频的特点,所以对器件的精度设计等要求都较高,本文采用INSONNENT公司生产的24G微波雷达前端能够较好地满足我们的实验要求。对传感器前端输出的中频模拟信号本文也做了预处理,以提取我们需要的信号。利用FFT的方法计算信号频率时精度受信号周期长度及FFT频率分辨率的限制,对应的FMCW雷达测距测速精度受到限制,造成FMCW毫米波雷达信号数字信号处理在实际应用中存在精度不够、多目标干扰等难题,对此本文创造性地采用了频谱校正、功率谱估计等频谱分析方法并很好的解决了这些问题。针对锯齿波调频的情况本文提出二维FFT算法实现了FMCW雷达同时测距测速的功能。
FMCW雷达中频信号是比较典型的工程信号,借此,本文也对数字信号处理最新的一些热门理论在其中的应用进行了研究,同时也对雷达信号处理常用技术进行了介绍。
按照本文提出的方案对24G FMCW雷达毫米波前端进行实际测量,达到了很好的预期效果。本文所提出的信号处理技术在工程应用中具有普遍意义。