LFMCW雷達(dá)運(yùn)用于汽車防撞的研究

3．3 中頻信號(hào)處理
對(duì)如圖4所產(chǎn)生的LFMCW信號(hào)，對(duì)比可只回波信號(hào)相對(duì)于發(fā)射信號(hào)有一定的時(shí)延，即使存在多普勒頻移，對(duì)于中頻信號(hào)的前向和后向頻差也必然存在相對(duì)于變化周期來說比較長(zhǎng)的恒定差值階段，采用矩形窗截取恒定階段并對(duì)其進(jìn)行頻譜分析，如圖6(a)(b)所示，通過處理便可得到前向頻差和后向頻差，進(jìn)而求得距離和相對(duì)速度。

4 LFMCW雷達(dá)信號(hào)的測(cè)距原理
調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的載頻在調(diào)制周期內(nèi)線性變化。線性變化亦有多種方式，結(jié)合測(cè)試需求分析，本文采用三角波調(diào)制方式的LFMCW進(jìn)行測(cè)量。由相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度出發(fā)，重點(diǎn)研究反射信號(hào)來自一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)，則反射信號(hào)頻率中還會(huì)包括一個(gè)由目標(biāo)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)所引起的多普勒頻移，如圖7所示。

發(fā)射信號(hào)可表示為：
fl(t+)=fl+Kt (7)
fl(t-)=fu-Kt (8)
式中，K為三角波斜率。
相應(yīng)的回波信號(hào)可表示為：
fr(t+)=fl+K(t-τ)+fd (9)
fr(t-)=fu-K(t-τ)+fd (10)
從而可以得到差頻信號(hào)為：
fb+=|fr(t+)-fl(t+)|=Kτ-fd (11)
fb-=|fr(t-)-fl(t-)|=Kτ+fd (12)
兩式相減得到多普勒頻移fd：

結(jié)合相對(duì)速度的求解公式和防撞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想及工作原理可知，要判斷兩車是靠近還是遠(yuǎn)離，只需判斷fb-與fb+的符號(hào)大小即可。通過以上分析可知：求得LFMCW上下掃頻段的頻率差并比較其數(shù)值的大小成為實(shí)現(xiàn)有效防撞處理的關(guān)鍵。

5 結(jié)論
該設(shè)計(jì)系統(tǒng)著重從測(cè)量?jī)绍囬g的相對(duì)運(yùn)動(dòng)出發(fā)，只要在判斷兩車間距是否滿足安全距離的條件的同時(shí)，利用多普勒效應(yīng)測(cè)得兩車間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是靠近還是遠(yuǎn)離，就可以有效的實(shí)現(xiàn)汽車防撞，沒必要實(shí)時(shí)的測(cè)得相對(duì)速度數(shù)值的大小。這樣減少了很多不必要的信號(hào)處理與計(jì)算。