FMCW体制雷达的测距测速仿真

资 源 简 介

FMCW体制雷达的测距测速仿真

详 情 说 明

FMCW（调频连续波）雷达是一种通过发射频率随时间线性变化的连续波信号来测量目标距离和速度的雷达体制。与脉冲雷达相比，FMCW雷达具有硬件简单、功耗低、抗干扰能力强等优势，广泛应用于车载雷达、无人机避障等领域。

### FMCW雷达基本原理 FMCW雷达的核心在于发射信号的频率调制。雷达发射一个频率随时间线性增加的信号（称为Chirp信号），当该信号遇到目标反射后，接收到的回波信号与发射信号之间存在时间差，从而产生频率差（即中频信号）。通过分析中频信号的频率和相位，可以计算出目标的距离和速度。

### 单目标测距测速 对于单个目标，FMCW雷达的测距原理基于回波信号的时延导致的频率偏移。通过傅里叶变换（FFT）分析中频信号，可以提取出目标距离对应的频率成分。测速则利用多个Chirp信号间的相位变化，通过多普勒效应计算目标的径向速度。

### 多目标检测 在多目标场景下，不同目标的回波信号会在中频信号中产生不同的频率分量。此时，二维FFT（距离-速度谱）成为关键工具。首先，对单个Chirp进行FFT（距离维）以分离不同距离的目标；随后，对多个Chirp的相位变化进行FFT（速度维）以区分不同速度的目标。

### 仿真实现思路 信号建模：生成FMCW Chirp信号，并模拟目标回波叠加。 距离估算：对单Chirp中频信号进行FFT，提取峰值频率并转换为距离。 速度估算：对多个Chirp进行相位分析，通过第二维FFT计算目标速度。 多目标分离：结合距离-速度二维处理，利用峰值检测算法（如CFAR）区分多个目标。

FMCW雷达的仿真实例可结合车载雷达场景，验证算法在复杂多目标环境下的鲁棒性，例如参考文献中提到的多目标分辨优化方法。