FMCW雷达应用: 回波模型_热文

【资料图】

其中，, 为调频斜率。对于第m个发射周期，有

其中，。

假设目标与雷达距离为，相应的时延为，雷达接收到的目标回波可表示：当时，

当时，

其中，为幅度衰减因子。

当上述回波信号被雷达接收，经同相去斜混频

后，仅考虑差频项（和频项包括两倍载波，一定可以被低通滤波器过滤掉），对于，有

对于，有

当上述回波信号被雷达接收，经正交去斜混频

后，仅考虑差频项（和频项包括两倍载波，一定可以被低通滤波器过滤掉），对于，有

对于，有

由以上公式可知，经去斜混频后，差频项在内是载波为的单音信号，而在内是载波为的单音信号。

在毫米波雷达实际使用时，当探测距离在几十米到几百米时，目标时延值（当探测距离150米时，目标时延为1us）会远远小于时宽（通常取为几十us），且为提高距离分辨率，通常采用大带宽(通常大于500MHz)的LFM信号，此时。若取A/D采样频率(通常不超过25MHz)满足，则经低通滤波后，在内的模拟复信号将被滤除，仅剩余内的模拟复信号

令，可得A/D采样的差拍信号为

忽略延时对应的二次项，重写上述公式，有

对于单通道回波信号，将回波延时

代入复回波信号

并考虑到，且令，故有

由此可见，雷达需要测量回波信号的相位变化，才能获得最终的生命体征信号。因,且生命体征信号相对于快时间维采样为慢变信号，即，故单通道复回波模型为

对于阵列回波信号，第k个阵元的回波延时为

其中，是由阵列孔径带来的延时差，仅与入射角度和阵列坐标有关系。将上述公式代入复回波信号

并考虑到，且令，故有

由此可见，雷达需要测量回波信号的相位变化，才能获得最终的生命体征信号。因,且生命体征信号相对于快时间维采样为慢变信号，即，故阵列复回波模型为