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基于零中频的FMCW测距雷达设计

更新时间：2020-04-14 22:07:39 大小：13M 上传用户：六3无线电查看TA发布的资源 标签：fmcw 测距雷达 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

雷达最基本的功能就是距离测量，测距雷达普遍应用于物位距离的测量。随着科技的发展，对物位雷达的精度、体积、功耗等要求也越来越高。小型测距雷达已成为当前的研究热点。FMCW雷达发射的信号为连续波信号，具有较宽的频带带宽，相对于脉冲雷达来说发射功率更小。综上所述本文设计了一款小型化短程零中频FMCW测距雷达系统。

FMCW体制雷达常用的接收机为超外差式接收机，针对超外差式接收机集成难度高、体积大、成本高等问题，本文利用零中频技术与FMCW体制雷达相结合，设计了一款测距雷达。此外，针对DSP、单片机等雷达常用数据采集处理方式无法实时处理信号的问题，本文提出利用电脑声卡作为传输通道，使信号传输、采集、处理更加便捷、灵活。

整个设计分为收发信机部分，天线部分以及数据采集与处理三个部分。收发信机部分分为发射部分与接收部分。首先，发射部分针对压控振荡器线性度问题，设计一款幅度、周期可调的锯齿波发生器。其次，接收部分针对零中频固有的本振泄露与直流偏置、I/Q失衡等问题，利用一款端口隔离度为50dB，片内集成90°移相器的混频器来解决。然后，针对本雷达的工作频段，发射带宽等参数的匹配问题，利用HFSS13.0，设计一款定向小型化对数周期天线。该类型天线相较于宽频带阵列、层叠天线来说，体积小、易于加工。最后，本文利用16位的采样频率为22.05KHz的声卡作为模数转换器，设计了一套信号采集系统，提高了信号采集处理的便捷度与灵活度。利用Matlab内置的FFT算法对采集到的信号进行处理，从而得到相应的距离信息。将不同距离下的信号进行分段处理，引入修正因子概念，修正距离信息来提高精度。

加工后实测具体参数为:尺寸5.6cm*7.6cm，发射扫频带宽702.5MHz，发射功率+7dBm，噪声系数2.79，灵敏度-83dBm。对数周期天线具体参数为:尺寸3.1cm*2.6cm，工作频段为5.155～6.455GHz，增益为+7dB。