LFMCW雷達運用于汽車(chē)防撞的研究

3．3 中頻信號處理
對如圖4所產(chǎn)生的LFMCW信號，對比可只回波信號相對于發(fā)射信號有一定的時(shí)延，即使存在多普勒頻移，對于中頻信號的前向和后向頻差也必然存在相對于變化周期來(lái)說(shuō)比較長(cháng)的恒定差值階段，采用矩形窗截取恒定階段并對其進(jìn)行頻譜分析，如圖6(a)(b)所示，通過(guò)處理便可得到前向頻差和后向頻差，進(jìn)而求得距離和相對速度。

4 LFMCW雷達信號的測距原理
調頻連續波雷達的載頻在調制周期內線(xiàn)性變化。線(xiàn)性變化亦有多種方式，結合測試需求分析，本文采用三角波調制方式的LFMCW進(jìn)行測量。由相對運動(dòng)的角度出發(fā)，重點(diǎn)研究反射信號來(lái)自一個(gè)相對運動(dòng)的目標，則反射信號頻率中還會(huì )包括一個(gè)由目標的相對運動(dòng)所引起的多普勒頻移，如圖7所示。

發(fā)射信號可表示為：
fl(t+)=fl+Kt (7)
fl(t-)=fu-Kt (8)
式中，K為三角波斜率。
相應的回波信號可表示為：
fr(t+)=fl+K(t-τ)+fd (9)
fr(t-)=fu-K(t-τ)+fd (10)
從而可以得到差頻信號為：
fb+=|fr(t+)-fl(t+)|=Kτ-fd (11)
fb-=|fr(t-)-fl(t-)|=Kτ+fd (12)
兩式相減得到多普勒頻移fd：

結合相對速度的求解公式和防撞系統的設計思想及工作原理可知，要判斷兩車(chē)是靠近還是遠離，只需判斷fb-與fb+的符號大小即可。通過(guò)以上分析可知：求得LFMCW上下掃頻段的頻率差并比較其數值的大小成為實(shí)現有效防撞處理的關(guān)鍵。

5 結論
該設計系統著(zhù)重從測量?jì)绍?chē)間的相對運動(dòng)出發(fā)，只要在判斷兩車(chē)間距是否滿(mǎn)足安全距離的條件的同時(shí)，利用多普勒效應測得兩車(chē)間的相對運動(dòng)是靠近還是遠離，就可以有效的實(shí)現汽車(chē)防撞，沒(méi)必要實(shí)時(shí)的測得相對速度數值的大小。這樣減少了很多不必要的信號處理與計算。