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24 GHz 毫米波雷達技術應用案例詳解


時間:2017-12-26 作者:儀商網
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最早毫米波雷達是24GHz的窄帶毫米波雷達,帶寬通常不到200MHZ,精度只有75厘米,目標分離能力只有1.5米,顯然這太低了,即便作為盲點檢測也有點低了。這之后出現了超寬帶24GHz毫米波雷達,帶寬最高達7GHz,精度可達2.2厘米。

24 GHz硅基毫米波雷達技術正在實現新一代現實世界,越來越多地用于汽車、無人機、泛工業和消費類應用等大眾市場應用的非接觸式智能傳感器。ADI的新型24 GHz雷達產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、跟蹤、安全控制和防撞警告系統等應用。

隨著新型射頻雷達傳感器應用的出現,許多希望快速完成雷達傳感器解決方案評估、設計和制造的公司面臨一系列新的開發挑戰。ADI的24 GHz雷達系統級原型解決方案(稱為DemoRAD)(圖1),可以在整個系統參考設計中實現硬件和軟件應用開發。



圖1. 24 GHz DemoRAD平臺解決方案


24 GHz DemoRAD系統是一款新穎的微波雷達評估平臺,提供開箱即用的軟件示例,可在數分鐘內輕松啟動雷達傳感器。DemoRAD可對雷達傳感器產品進行快速原型制作,從而測量目標/對象存在、運動、角位置、速度以及傳感器范圍等實時信息。

該系統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鏈(ADF5904(接收)、ADF5901(發射),ADF4159 (PLL),ADAR7251 (AFE)),其中還包括ADI的ADSP-BF707 DSP(數字信號處理器),可通過易用的圖形用戶界面和雷達算法軟件快速連接筆記本電腦/PC(圖2)。



圖2. DemoRAD射頻到基帶信號鏈和簡化框圖


Blackfin® DSP庫中提供雷達FFT和控制固件。用戶只需幾分鐘就可將該平臺系統插入加載了軟件的計算機。使用軟件圖形用戶界面 (GUI) 提供全面的24 GHz雷達IC軟件支持,在DSP雷達支持功能庫中,通過一些額外功能可利用原始數據,并使用為雷達傳感器設計的專用MATLAB® 工具(比如2D/3D 雷達FFT、CFAR和分類算法)在PC上進行后處理。

FMCW雷達系統 基礎知識

圖3所示為雷達發射時產生的調頻連續波 (FMCW) 雷達波斜坡,以及用于定義雷達傳感器設計信息的一組重要雷達公式。




圖3. FMCW雷達概念


距離分辨率取決于發射載波掃描帶寬——發射掃描帶寬越高,雷達傳感器的距離速度越高。
速度分辨率取決于停留時間和載波頻率——載波頻率越高或停留時間越長,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ADSP-BF707中捕獲的數據的后處理。


關鍵詞:毫米波雷達 雷達傳感器 微波雷達    瀏覽量:951

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