雷達(dá)原理簡(jiǎn)介概述目錄TOC\o"1-3"\h\u14829雷達(dá)原理簡(jiǎn)介概述 1146101.1雷達(dá)種類、分類及毫米波雷達(dá)介紹 1226321.2毫米波雷達(dá)測(cè)距原理介紹 1106931.3毫米波雷達(dá)測(cè)角原理介紹 31.1雷達(dá)種類、分類及毫米波雷達(dá)介紹雷達(dá)分類主要有以下的幾種分類方式:1.按照雷達(dá)工作方式分類，有脈沖雷達(dá)、連續(xù)波激光雷達(dá)等。1.按照雷達(dá)探測(cè)技術(shù)手段分類，有直接探測(cè)型激光雷達(dá)、相干探測(cè)型激光雷達(dá)等。3.按照應(yīng)用范圍分類，跟蹤識(shí)別激光雷達(dá)、大氣測(cè)量激光雷達(dá)、激光雷達(dá)引導(dǎo)、靶場(chǎng)測(cè)量激光雷達(dá)等。4.按照天線掃描方式分類，分為機(jī)械掃描雷達(dá)、相控陣?yán)走_(dá)等。5.按雷達(dá)頻段分，可分為超視距雷達(dá)、微波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)以及激光雷達(dá)等。近年來(lái)，毫米波雷達(dá)被廣泛應(yīng)用于汽車無(wú)人駕駛領(lǐng)域、尤其是高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）運(yùn)用較多，這使得毫米波雷達(dá)變得炙手可熱。由于ADAS系統(tǒng)不可以單獨(dú)作為功能部件使用，于是毫米波雷達(dá)憑借其優(yōu)秀的性能以及超高性價(jià)比，成為無(wú)人駕駛領(lǐng)域競(jìng)相追捧的對(duì)象。近年來(lái)，隨著激光雷達(dá)、合成孔徑雷達(dá)的逐漸興起，毫米波雷達(dá)憑借其成熟的應(yīng)用和技術(shù)在自動(dòng)駕駛傳感器領(lǐng)域開始變得熱門。1.2毫米波雷達(dá)測(cè)距原理介紹對(duì)于單基地的雷達(dá)而言，其測(cè)距原理便是測(cè)量發(fā)送的電磁波到達(dá)目標(biāo)立刻返回雷達(dá)所需要的時(shí)間，接著除以電磁波的速度即光速再除以1/2。毫米波雷達(dá)發(fā)送信號(hào)的方式通常分為三角波和鋸齒波兩種。如圖1.2為鋸齒波，如圖1.3為三角波:圖1.2FMCW毫米波雷達(dá)三角波波形頻率圖1.3FMCW毫米波雷達(dá)鋸齒波波形頻率雷達(dá)在一個(gè)周期內(nèi)的發(fā)射信號(hào)可以表示為：S(t)=Acos{2π[(其中，f0為信號(hào)的載波頻率，對(duì)于毫米波雷達(dá)來(lái)說(shuō)一般是24GHZ或者77GHZ。故在任意時(shí)間t，發(fā)射信號(hào)的相位可以數(shù)學(xué)建模為:PS(t)=2π[(f假定在初始時(shí)刻時(shí)候天線與目標(biāo)的距離為R0，與雷達(dá)徑向的速度為v，那么回波接受信號(hào)的數(shù)學(xué)式為：r(t)=KAcos{2π[(其中，K表示的是增益；τ=2R（t)c=P=2π{(=2π{(1.4)差拍信號(hào)是調(diào)頻信號(hào)，該信號(hào)參數(shù)如下：調(diào)頻帶寬：Bm=4Bvc?載頻：fm=2B初始相位：φm=2π[2差拍信號(hào)為：Rm(t)=A經(jīng)過(guò)一系列相關(guān)周期內(nèi)的相互轉(zhuǎn)化，那么可以得到是包含中心頻率含有目標(biāo)與雷達(dá)平臺(tái)的徑向相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度信息：fv=2由上述的公式推導(dǎo)可知信號(hào)序列的中心頻率與目標(biāo)的徑向速度成線性關(guān)系。1.3毫米波雷達(dá)測(cè)角原理介紹毫米波雷達(dá)測(cè)量目標(biāo)的角度特征（DirectionofArrival，DOA）算法，主要有振幅法和相位法這兩種。相位法測(cè)量角主要利用兩個(gè)天線相位法來(lái)測(cè)量角度，我們利用兩天線所接收回波信號(hào)之間的相位差來(lái)測(cè)量角度，依據(jù)天線之間的方向圖和天線掃描的不同方式來(lái)確定幅度的變化。振幅法主要分為兩種方法：最大信號(hào)法和等信號(hào)法。最大信號(hào)法是利用天線波束在一定的空間范圍內(nèi)，以其自身為圓心，做扇形掃描，利用天線的雙程函數(shù)調(diào)制輸出的脈沖串的幅度值，確定脈沖串的最大值即可確定目標(biāo)的具體位置。但是由于其測(cè)量精度達(dá)不到所需要求，故不被采納。第二種方法便是等信號(hào)法，兩個(gè)完全相同的天線在某一位置產(chǎn)生交叉重疊，根據(jù)兩信號(hào)的幅度的比值大小確定目標(biāo)偏離的方向角，從而估計(jì)出目標(biāo)偏離的角度確定目標(biāo)的大致位置。等信號(hào)法的測(cè)量精度較高，但是其作用的最大距離較小，且經(jīng)濟(jì)成本較大。故綜合考慮相關(guān)因素，最后擬采用相位法來(lái)運(yùn)算。目標(biāo)的方位角的測(cè)量方法稱為相位法，如圖1.4所示：圖1.4相位法測(cè)角結(jié)構(gòu)圖其中，θ表示確定目標(biāo)的方位角，即接收的陣列與回波方向的夾角，d表示相鄰的兩個(gè)接收陣元之間的物理距離；?R表示的是目標(biāo)回波到相鄰的兩個(gè)接收天線之間所傳播的距離差。λ表示發(fā)射信號(hào)的波長(zhǎng)。?R=dsinθ，由于波程差的存在會(huì)導(dǎo)致接收的回波信號(hào)而產(chǎn)生相位差φA=2π對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行差拍處理UR1(t)=AUR2(t)=A2cosUR1表示天線1獲取到的反射回來(lái)回波信號(hào)，UR2則表示天線2獲取的信號(hào)，τ(t)表示兩信號(hào)之間波程差產(chǎn)生