雷達是利用電磁波探測目標的電子設(shè)備，其工作原理可簡述為：發(fā)射電磁波對目標進行照射并接收其回波，由此獲得目標至電磁波發(fā)射點的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。

目前常用的雷達工作頻段有:10.525GHz——X 波段，24 GHz——K 波段，35 GHz——Ka波段，77 GHz——V 波段。其中，24GHz 是一個 ISM 規(guī)定的全球通用的一個雷達工作頻段， 在此頻段上工作時干擾較小。

雷達有多種分類方式：

按輻射源種類可分為：有源雷達、無源雷達。

按平臺可分為；地面雷達、艦載雷達、機載雷達、星載雷達等。

按照波形可分為：脈沖雷達和連續(xù)波雷達。

按工作波長波段可分：米波雷達、分米波雷達、厘米波雷達和毫米波雷達等。

按掃描方式可分為：機械掃描雷達和電掃描雷達。等等。

本公司所代理的 24GHz 微波雷達傳感器為德國 Innosent 公司生產(chǎn)，采用*的平面微帶技術(shù)，具有體積小、集成化程度高、感應(yīng)靈敏等特點。

本公司的雷達傳感器多工作于 CW 和 FMCW 模式，功能應(yīng)用多樣，包括：探測動態(tài)目標的速度、靜態(tài)目標的距離、動態(tài)目標的距離和速度、目標的方位（角度測量）以及辨別運動的方向。

本文檔作為技術(shù)支持類文檔，將詳細介紹雷達傳感器在各個功能應(yīng)用上的工作原理。

1. 設(shè)置調(diào)制信號

探測靜止物體的距離，即靜態(tài)物體到傳感器之間的距離，調(diào)制信號采用鋸齒波即可。這是因為，此時的干擾大多為多普勒信號，而在抗干擾性能方面，鋸齒波調(diào)制要優(yōu)于三角波調(diào)制。選用線性升坡曲線或者降坡曲線作為發(fā)射頻率的時間相關(guān)函數(shù)，并定期重復(fù)這些波，以期得到可能的平均值。

調(diào)制幅度：選取調(diào)諧曲線中線性度佳的一段確定 Vtune 的調(diào)節(jié)范圍。

調(diào)制頻率：調(diào)制信號頻率理論上最大不能超過 150kHz，但建議探測遠距離目標

（30~100m）時采用 100~200Hz 的調(diào)制頻率，探測近距離目標（10~20m）時采用 500~1kHz

的調(diào)制頻率。

2. 工作流程

雷達傳感器接口連接方式及使用方法請參見詳細產(chǎn)品使用手冊。如圖 2 所示，雷達傳感器具體工作流程如下：

由 VCO 輸出一個頻率為 ƒtra 的發(fā)射信號，其中一路經(jīng)發(fā)射天線發(fā)射出去，一路又分流成兩路分別進入 I、Q 所在的通道的混頻器中，其中 Q 通道的信號在混頻之前還需先經(jīng) 90° 的移相；接收天線接收到的回波信號，先經(jīng)低噪聲放大處理后，再分別經(jīng)混頻器與實時分流的兩路信號進行混頻；混頻后得到的信號再經(jīng)中頻濾波放大處理，最終得到 I、Q 兩路中頻信號。

I、Q 兩路中頻輸出信號中均攜帶有探測目標的距離信息。

算法分析

差頻信號中的距離信息，是通過由時間延遲引起的差頻信號來反映的。下圖 3 是帶有鋸齒形調(diào)制方案的 FMCW 雷達發(fā)射和接收信號的時間相關(guān)曲線。

測距精度

1. 測距精度與探測距離的關(guān)系

測距精度主要與信號后端處理有關(guān)，后端采樣時采用脈沖壓縮等技術(shù)或者提高 FFT 采樣點數(shù)都可能提高距離測量時的測距精度。

2. 最小可測距離

由公式(2)和(3)可以看出，固定其余參數(shù)時，調(diào)頻寬度Δƒ 越大，探測距離可能越小。要使得差頻處理有意義，就要使調(diào)頻速度 ƒ 等于差頻 ƒD，也就是說，掃描要生成一整個差頻周期，此時可定義最小可測距離 Rmin 。