硅基毫米波雷达收发机芯片设计技术(2)

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毫米波雷达芯片技术

2.2

    常见的雷达测距原理有脉冲和调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW)两种。

    在脉冲雷达中,雷达发射间歇性的脉冲信号,通过测量从目标返回的脉冲信号与发射信号之间的时间差即可计算出目标的距离。而FMCW雷达发射频率随时间线性变化的连续波,通过发射波与反射波的频率差来计算出目标距离。这两种机制各有优缺点。脉冲雷达间歇性工作,因而噪声小,可以检测到更微弱的信号,适合长距离的探测。

    由于发射信号的多普勒效应,脉冲雷达可以方便地计算出目标的瞬时速度。FMCW雷达使用频率来计算目标距离,多普勒效应和目标距离造成的频差混淆在一起,不易区分开。为了克服这个问题, FMCW雷达需要发射多个不同斜率的连续波并对结果进行处理,否则容易产生虚假目标。

    但是,对集成电路而言,测量时间差比测量频率差要困难很多,因此得到相同分辨率,脉冲雷达要比FMCW雷达昂贵。通常,由于瞬时发射功率过强而发射脉冲持续时间等因素,脉冲雷达存在近距离盲区(小于50~100 m),而FMCW雷达则无此问题。脉冲雷达的功率峰均比大,而硅基有源器件击穿电压过低,难以达到脉冲雷达的瞬时功率要求。最后, FMCW雷达的基带信号处理更容易,接收到的回波与发射波混频之后,中频频率在1 MHz的量级,对模数转换器(ADC)和数字基带的速度要求很低,可降低功耗和成本。上述这些特征使得硅基毫米波雷达更适合FMCW机制,文献中的毫米波雷达大多采用FMCW机制,也有少量毫米波雷达采用脉冲机制。

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来源:205论坛

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