最早毫米波雷達(dá)是24GHz的窄帶毫米波雷達(dá),帶寬通常不到200MHZ,精度只有75厘米,目標(biāo)分離能力只有1.5米,顯然這太低了,即便作為盲點(diǎn)檢測(cè)也有點(diǎn)低了。這之后出現(xiàn)了超寬帶24GHz毫米波雷達(dá),帶寬最高達(dá)7GHz,精度可達(dá)2.2厘米。
24 GHz硅基毫米波雷達(dá)技術(shù)正在實(shí)現(xiàn)新一代現(xiàn)實(shí)世界,越來(lái)越多地用于汽車、無(wú)人機(jī)、泛工業(yè)和消費(fèi)類應(yīng)用等大眾市場(chǎng)應(yīng)用的非接觸式智能傳感器。ADI的新型24 GHz雷達(dá)產(chǎn)品提供出色的性能和高集成度,是小尺寸、低成本且易用的超低功耗解決方案,適用于物理檢測(cè)、跟蹤、安全控制和防撞警告系統(tǒng)等應(yīng)用。
隨著新型射頻雷達(dá)傳感器應(yīng)用的出現(xiàn),許多希望快速完成雷達(dá)傳感器解決方案評(píng)估、設(shè)計(jì)和制造的公司面臨一系列新的開發(fā)挑戰(zhàn)。ADI的24 GHz雷達(dá)系統(tǒng)級(jí)原型解決方案(稱為DemoRAD)(圖1),可以在整個(gè)系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)硬件和軟件應(yīng)用開發(fā)。

圖1. 24 GHz DemoRAD平臺(tái)解決方案
24 GHz DemoRAD系統(tǒng)是一款新穎的微波雷達(dá)評(píng)估平臺(tái),提供開箱即用的軟件示例,可在數(shù)分鐘內(nèi)輕松啟動(dòng)雷達(dá)傳感器。DemoRAD可對(duì)雷達(dá)傳感器產(chǎn)品進(jìn)行快速原型制作,從而測(cè)量目標(biāo)/對(duì)象存在、運(yùn)動(dòng)、角位置、速度以及傳感器范圍等實(shí)時(shí)信息。
該系統(tǒng)硬件解決方案包括射頻天線和一條完整的射頻到基帶信號(hào)鏈(ADF5904(接收)、ADF5901(發(fā)射),ADF4159 (PLL),ADAR7251 (AFE)),其中還包括ADI的ADSP-BF707 DSP(數(shù)字信號(hào)處理器),可通過(guò)易用的圖形用戶界面和雷達(dá)算法軟件快速連接筆記本電腦/PC(圖2)。

圖2. DemoRAD射頻到基帶信號(hào)鏈和簡(jiǎn)化框圖
Blackfin® DSP庫(kù)中提供雷達(dá)FFT和控制固件。用戶只需幾分鐘就可將該平臺(tái)系統(tǒng)插入加載了軟件的計(jì)算機(jī)。使用軟件圖形用戶界面 (GUI) 提供全面的24 GHz雷達(dá)IC軟件支持,在DSP雷達(dá)支持功能庫(kù)中,通過(guò)一些額外功能可利用原始數(shù)據(jù),并使用為雷達(dá)傳感器設(shè)計(jì)的專用MATLAB® 工具(比如2D/3D 雷達(dá)FFT、CFAR和分類算法)在PC上進(jìn)行后處理。
FMCW雷達(dá)系統(tǒng) 基礎(chǔ)知識(shí)
圖3所示為雷達(dá)發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的調(diào)頻連續(xù)波 (FMCW) 雷達(dá)波斜坡,以及用于定義雷達(dá)傳感器設(shè)計(jì)信息的一組重要雷達(dá)公式。

距離分辨率取決于發(fā)射載波掃描帶寬——發(fā)射掃描帶寬越高,雷達(dá)傳感器的距離速度越高。
速度分辨率取決于停留時(shí)間和載波頻率——載波頻率越高或停留時(shí)間越長(zhǎng),速度分辨率越高。
角分辨率取決于載波頻率——載波頻率越高,角分辨率越好。
圖4描述了對(duì)ADSP-BF707中捕獲的數(shù)據(jù)的后處理。
