一种24GHz雷达中频信号频率的测量方法研究
24GHz调频连续波雷达信号处理技术应用
24GHz调频连续波雷达信号处理技术应用作者：王明刚来源：《电子技术与软件工程》2018年第15期摘要随着我国经济社会的不断发展，雷达在居民领域中的应用已经越来越广泛。
其中24GHz 调频连续波（FMCW）雷达在汽车防撞、自适应巡航控制以及交通监管等方面均有着广泛的应用随着毫米波器件及电路等技术的提升，为毫米波的推广和应用也提供了重要的技术支持。
下面本文针对24GHz调频连续波（FMCW）雷达应用进行阐述，分析信号处理技术在设备运行中的应用效果及功效，研究设计了CA-CFAR电路，促进24GHz调频连续波（FMCW）雷达信号处理水平的提升。
【关键词】24GHz调频连续波信号处理技术技术应用调频连续波（FMCW）雷达技术主要是对连续进行的频率进行控制，根据发射信号及回波信号的频率差值，根据计算得出的最终相位差对某一特定的目标信息进行获取。
调频连续波（FMCW）雷达技术在实践中的应用具有其自身显著优势，如，高距离分辨率，能保证雷达发生和接收机同时工作，避免信号接收的遗漏，信号接受更加具有持续性和目标性。
在一定的噪音下，该技术还能对大范围内的信号带宽和脉冲雷达进行捕捉，信号发射的功率低，并且安全度高，不容易被截获，避免轻易泄露问题。
因此，调频连续波（FMCW）雷达信号处理具有重要的意义，全面进行信号处理技术的研发，是实现该技术推广和应用的关键。
1 24GHz调频连续波（FMCW）雷达系统构成FMCW雷达系统主要是由三个部分构成，信号发射和信号接收以及信号出力三个部分构成，而三者之间的加强衔接和联系主要是后端处理，主要是对三角波发生器、AD采集以及信号出力等部分进行作业处理。
一般将系统按照功能模块进行划分，将系统分为几个功能模块，即天线部分、T/R组件以及信号处理功能模块。
这几部分是系统主要构成，每一个部分都具有其独立的功能，且各个功能构成一个完整、可靠的安全系统，结构图详见图1。
2 24GHz调频连续波（FMCW）雷达信号处理技术应用2.1 差拍信号分析FMCW雷达中载波的频率是由三角波幅度大小决定的，工作中，当时间和频率信号对应时，此时的三角形变化发射信号会辐射到整个空间，当遇到目标后，会反射，接收信号和发射信号相比，有一个是相对延迟的;然后经过混频后，比较频率之差，从而得出最终的差拍信号，即可以通过信号处理得出最终目标的举例和速度。
24GHz汽车毫米波雷达实验报告
24GHz汽车毫米波雷达实验报告是德科技射频应用工程师王创业1. 前言汽车毫米波雷达越来越多的被应用在汽车上面，主要作为近距离和远距离探测，起到防撞、辅助变道、盲点检测等作用。
随着器件工艺和微波技术的发展，毫米波雷达产品越来越小。
俗话说：“麻雀虽小，五脏俱全”，同样汽车毫米波雷达作为典型的雷达产品，也包含收发天线、发射部分、接收部分、DSP部分。
典型原理框图如图1所示。
汽车毫米波雷达的性能指标主要体现在测速精度、定位精度、距离分辨率、多目标识别等方面，要实现这些性能和功能，首先要做好整体系统的设计和仿真，其次对于各功能部分的性能指标要严格把控测试，最后要在实际现场环境完成测试考核。
汽车毫米波雷达体制上面主要有线性调频连续波FMCW体制雷达、频移键控FSK体制雷达、步进调频连续SFCW体制雷达。
不同体制雷达在产品实现复杂程度和应用上都是有区别的。
FMCW体制雷达可以同时探测到运动目标和静止目标，但是不可以同时探测多个运动目标。
电路需要比较大的带宽。
FSK体制雷达，可以同时探测并且正确区分开来多个运动目标，但是不可以正确测量静止目标。
电路带宽比窄，系统响应捕获比较慢，成本比FMCW体制要低很多。
SFCW体制雷达，可以同时探测多个静止和运动的目标，并且将各个目标正确区分开来。
SFCW体制雷达具有更为复杂的调制波形，信号处理也更为复杂，产品实现成本高。
2.实验目的在汽车毫米波雷达系统研制过程中，经常会碰到各式各样的问题，譬如系统波形的选择和设计、系统链路的设计、信号处理算法的选择、微波电路的设计调试、天线的设计。
主要的问题主要体现在系统方案、处理算法模拟、微波电路指标调试及对系统性能的影响上。
典型的例子，在FMCW雷达系统，雷达探测距离分辨率不仅与信号的调制带宽有关，还与FMCW调制的线性度有关。
利用是德科技平台化解决方案，即软件+硬件+工程师，可以很容易的实现雷达系统设计仿真、处理算法验证、微波电路设计测试、天线设计测试。
雷达fft的速度精确测量方法 -回复
雷达fft的速度精确测量方法-回复雷达FFT的速度精确测量方法是通过利用傅立叶变换的频率解析能力来测量目标的运动速度。
本文将从雷达基本原理、频率测量原理、FFT算法、噪声和杂波的处理以及精确测量方法等方面进行详细介绍。
一、雷达基本原理雷达是利用电磁波的反射原理来测量目标位置和速度的无线电设备。
它通过发送连续波或脉冲信号，并接收目标回波信号，通过信号的时间延迟和频率变化来计算出目标的位置和运动状态。
二、频率测量原理当雷达波与运动的目标相遇时，回波信号的频率会发生变化。
因为回波信号相对于发射信号存在多普勒效应。
多普勒效应是指当目标相对于雷达静止时，回波信号的频率与发射信号频率相同；而当目标向雷达靠近或远离时，回波信号的频率会分别增加或减少。
三、FFT算法快速傅立叶变换(FFT)是一种用于将时域信号转换为频域信号的算法。
它可以将周期性信号的频率谱进行分析。
在雷达应用中，FFT可以将接收到的回波信号变换为频谱，从而提取出目标的频率信息。
四、噪声和杂波的处理在雷达测量中，噪声和杂波都会对频率测量结果产生影响。
对于噪声的处理，可以通过信号滤波和信噪比的提高来减小其影响。
而对于杂波的处理，则需要对杂波的性质进行分析和建模，并采用相应的滤波和抑制算法进行处理。
五、雷达FFT的速度精确测量方法1. 数据采集：首先需要采集雷达接收到的回波信号，通常会采用一段时间内的连续信号，以获取更准确的频谱信息。
2. 时域分析：对采集到的信号进行时域分析，可以得到信号的功率谱密度，并确定信号的主要频率成分。
3. 信号预处理：对信号进行去直流、滤波和归一化等预处理，以便更好地进行频率分析。
4. 傅立叶变换：将预处理后的信号进行FFT变换，得到频谱信息。
5. 频率分析：通过分析频谱图，确定目标回波的主要频率成分，并计算目标的相对速度。
6. 去除杂波和噪声：对频谱进行杂波和噪声的抑制，以提高速度测量的准确性。
7. 速度计算：根据多普勒频移的公式，将频率转换为速度，并得到目标的绝对速度信息。
24GHZ雷达传感器常见运用
瑞士RFbeam24GHZ雷达传感器，选用国际通用ISM频段，采用平面微带技术设计，具有CW/FMCW/FSK/Monopulse四种通用模式，可以用来测量物体的运用速度、运动方向、相对于雷达中轴线的角度等。
机场、酒店自动门感应器、智能灯控是微波传感器目前最为简单的运用之一，低廉的价格、良好的耐候性（不受温度气流灰尘等影响）保证其得到大规模使用。
利用多普勒原理探测运动物体、FMCW原理探测静止物体的带VCO的低成本模块K-LC1a更得到了广泛关注，相比较于传统的单多普勒模块，带VCO的升级版多了检测方向和距离的功能，在智能广告牌、停车位检测等方面得以运用，并且取得不错效果，完全可以替代超声波+多普勒微波传感器，用一个模块解决多个问题。
安全防护和及汽车电子是当前吸引投资人、生产商和消费者最感兴趣的话题，在这些领域应用运用24GHZ雷达传感器你可以实现变道辅助系统、汽车ACC巡航系统、汽车停车辅助系统、汽车防撞系统、有人自动报警系统等功能。
成本从几十元到几千元的解决方案都有，为用户和厂商提供各式各样的运用可行性。
已有厂家将24GHZ雷达传感器K-LC3型号应用于汽车安防上，其主动探测汽车门窗的开启运动，避免了现有报警器受外界影响而误报扰民的通病，不受普通无线干扰器影响无漏报，其停车时对车内的主动探测。
还能避免因人们疏忽大意对遗留在车内的小孩和宠物造成的窒息风险。
24GHZ雷达传感器在车内使用，其主动探测车门窗在停车时的运动变化避免了普通汽车报警器在后装市场需要改动原车电路而造成的隐患，不需专业人员安装，自主安装，其耗电极低（供电：5V，电流：35毫安）对原车电瓶几乎无影响。
当今中国雾霾严重的大环境下，怎么样有效的管理交通路况成为一大难题，我们很难通过视频去检测车流量来进行有效疏导交通，这个时候微波车流量雷达就起到了很好的作用，传统的车流量雷达普遍体积大、价格高、除了雷达本身的因素外，价格也成为车流量雷达难以大量普及的重要因素，而我们现在可以采用K-LC6雷达传感器，大大降低了雷达成本，在十字路口红绿灯控制、城市道路车流量分段统计/智能控制上面可以得到很好的运用。
24GHz雷达高线性数字调频源设计
• 203•24GHz雷达高线性数字调频源设计广东工贸职业技术学院 浙江大学深圳研究院 钟催林浙江大学深圳研究院 李振林广东工贸职业技术学院 曾洁琼【摘要】本文设计了一个基于PLL实时跟踪DDS产生高线性调频源的技术方案，并通过实验得到验证。
简要介绍该方案的主要技术指标以及高线性数字调频源的具体设计过程，论述在设计过程中的重点和难点，并提出相应的解决方案，最终达到了各项技术指标。
【关键词】高线性；调频源；相位噪声；杂散1.引言数字式频率合成技术 (DDS)作为一种新的频率合成技术，将先进的数字信号处理理论与方法引入信号合成领域，DDS技术实际就是数字信号处理中信号综合的硬件实现的问题，即根据给定的信号的幅度、频率、相位等参数，产生所要求的信号，所以 DDS技术的关键是信号参数到信号波形变换的实现。
在 DDS系统中，信号用数字方法产生，可提供对信号相位、幅度和频率的数字控制，从理论上能以任何方式合成任意一个波形，且 DDS以其固有的良好的宽带特性，良好的幅度控制特性，在现代电子器件、通信技术、目标识别雷达、卫星通信等领域有着广泛的应用前景。
图1 本振源设计原理图2.主要技术指标该部分主要是针对基于PLL跟踪DDS输入参考信号的高线性数字调频微波信号源的研究。
该数字调频源的技术指标如下：工作频率范围：12～12.15GHz；工作带宽：150MHz；调制周期：400μs；频率步进：0.1kHz；步进时间：32ns；输出功率：≥7dBm；相位噪声：≤-76dBc/Hz@10kHz；杂散：≤-55dBc。
其原理框图如图1所示，D D S的参考输入频率为50M H z，经内部PLL锁相电路倍频到250MHz作为采样时钟，输出频段为50～50.625MHz的三角形调频源。
锁相环的分频比N/R为240，可得锁相端输出信号为12～12.15GHz，功率为7dBm的线性扫频信号源。
由于本项目中需要使用单片机控制DDS和锁相芯片，考虑到系统体积以及芯片引脚控制的需要，本项目采用一个单片机同时控制DDS 和锁相芯片。
BGT24MTR11中文使用手册
Infineon BGT24MTR11 24 GHZ雷达用户向导目录1引言 (2)2 概述 (2)3 VCO 压控振荡器 (2)3.1调谐电压输入 (3)3.2预分频器 (4)3.2.1 16分频器 (4)3.2.2 65536分频器 (4)4 发射机 (5)4.1 TX 端 (5)4.1.1 输出功率的使能与禁用 (6)4.1.1.1 通过SPI总线使能/禁用 (7)4.1.1.2 通过TXOFF引脚使能/禁用 (7)4.2 本振LO (7)5 接收机 (8)5.1低噪声放大器ANA (8)5.2 混频器 (9)6 传感器 (9)6.1 功率传感器 (10)6.2 温度传感器 (10)图目录图一 BGT24MTR11结构图图二 VCO频率与调谐电压VFINE=VCOARSE及温度的关系图图三三维图：输出频率与VCOARSE及VFINE的关系图图四二维图：输出电压与VCOARSE及VFINE的关系图图五 Div16的输出终端图图六不同温度下TX输出的功率与频率的关系图图七功率传感器的转换特性图图八温度传感器的转换特性图表格目录表一输出功率简表表二模拟多路复用器真值表1引言本文关于如何使用BGT24MTR11提供了一些数据手册中未作说明的补充信息。
BGT24MTR11是英飞凌公司24 GHZ雷达收发产品BGT24系列的主导产品，在此操作说明书中作为所有的BGT24产品的一个例子。
在此提及的BGT24MTR11的基本组成与BGT24MTR12、BGT24MR2的基本组成一样。
此操作说明书中的附加信息同样适用于其他产品。
2 概述下图显示了BGT24MTR11的内部结构图。
此操作说明书包括结构图的一下分节：●压控振荡器和前置分频器●发射机链，包括TX和LO输出端●接收器链，包括低噪声放大器和混频器●片上传感器3 VCO 压控振荡器BGT24MTR11的信号发生器由一个自由运行的振荡器组成，该振荡器带有两路单独的调谐电压输入端，输入端后跟一个缓冲放大器，以减少频率牵引效应。
雷达测频方法
雷达测频方法
雷达测频的方法主要包括频域测频法和时域反射法。
对于频域测频法，主要步骤包括设置测试仪器、将信号源连接到雷达的发射端口并设置发射频率范围、将频谱分析仪连接到雷达的接收端口并设置扫描范围和步长、开始测试并记录信号强度，最后通过分析扫描结果确定雷达的工作频段。
时域反射法则是利用雷达在传输线或天线端口处的反射波来测试雷达的频率响应特性。
具体步骤包括选取合适的反射器，在雷达系统中插入反射器并填入所需的测试频段，最后通过测量反射器产生的反射波和传输线上的传输波来分析雷达的频率响应特性。
以上内容仅供参考，可以查阅专业雷达书籍获取更全面和准确的信息。
24GHz FMCW雷达收发器芯片组的特点与应用介绍
24GHz FMCW雷达收发器芯片组的特点与应用介绍本文介绍了适于汽车和工业传感器应用的24GHz FMCW雷达收发器芯片组，ADF5904搭配IC （发射机ADF5901芯片和ADF4159 PLL）使用兼具高性能相位噪声、输出功率和高速斜坡能力，使该器件针对传感器具有更低的噪底性能。
ADF5904：4通道、24GHz接收机下变频器MMICADF5904集成式多通道接收机下变频器具有10dB噪声系数性能，优于竞争型对手器件3dB。
该器件功耗低50% ，采用小型、性价比高的5mm×5mm LFCSP塑料封装。
该器件的四个片内接收通道采用简单的单端连接与四个独立天线相连，从而简化了射频传输线设计和PCB布局布线，同时缩小了电路板尺寸。
接收机下变频器可同时直接放大并转换4路24GHz接收机信号，以产生高质量、高幅度基带信号或降低频率信号，以便轻松连接ADI 4通道模数转换器或模拟前端（AFE）。
ADF5904还提供集成式温度传感器，无需使用分立式检测元件，这些元件原本可能需要在系统装配和测试期间占用额外的时间与资源来校准。
ADF5904针对采用数字波束成形的多通道接收机高频应用设计，如汽车ADAS雷达、微波雷达传感器和工业雷达系统，在这些应用中，能效正在成为越来越重要的系统级设计考虑因素。
ADF5904 24GHz接收机具有同类一流的接收机灵敏度，相比竞争型RF IC技术整体功耗更低，因而适合此类应用以及其它传感器应用。
主要特性4 个接收通道，接收机通道增益：22dB；噪声系数：1 0 d B ，P 1 d B ：-10dBm；功耗：0.5mW（全部4个通道开启）；LO输入范围：-8dBm至+5dBm；接收机至IF隔离：30dB；RF信号带宽：250MHz；。
24ghz雷达使用频率约束条件
在24GHz频段，雷达系统通常需要考虑以下约束条件：
1. 频率资源限制：24GHz频段是有限的，各国对24GHz频段的使用都有相应的规定和限制。
因此，雷达系统在设计时应遵守当地的频率管理法规和相关标准，以确保其合法合规使用。
2. 电磁干扰：随着各种无线通信技术的发展，24GHz频段的使用越来越拥挤，电磁干扰问题也日益突出。
雷达系统应充分考虑周围环境的电磁环境，合理选择发射功率、频率和波形，以减少对其他系统的干扰。
3. 灵敏度要求：对于雷达系统来说，灵敏度是一个重要的性能指标。
在24GHz频段，目标的反射面积较小，因此需要较高的灵敏度才能更好地检测目标。
4. 分辨率要求：雷达系统的分辨率决定了其能够区分目标的能力。
在24GHz频段，由于波长较短，分辨率要求较高，需要采取相应的技术措施来提高分辨率。
5. 环境适应性：24GHz频段的电磁波传播特性与低频段有所不同，需要考虑环境因素对雷达系统性能的影响。
例如，在植被覆盖区域，雷达系统的性能可能会受到影响。
因此，需要在系统设计时考虑环境适应性。
综上所述，24GHz雷达系统在设计和使用时应充分考虑频率资源限制、电磁干扰、灵敏度要求、分辨率要求以及环境适应性等因素，以确保其性能和合法合规使用。
FMCW雷达测距系统的中频信号处理电路设计
ｂ ｌ ｅ ｇ ａ ｉ ｎ ａ ｍｐ ｌ ｉ ｆ ｉ ｅ ｒ ， ｐ ｅ ａ ｋ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ， ａ ｎ ｄ ＡＤ／ ＤＡ ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｗ ｅ ｒ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｖ ａ ｌ ｉ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ
ＭＣ ３ ３ ０ ７ ８ ． 设计 实现 了包含高通和低通 ２个单元 的滤 波电路 ； 利用可调增益放 大器 Ａ Ｄ ６ ０ ３和静 电计级运算放 大器 Ｏ Ｐ Ａｌ ２ ８ 等设计 实现 了可调增益放 大器、 峰 值检波 电路和 Ａ Ｄ ／ Ｄ Ａ转换 电路 。对 所设计 的关键 电路 进行 了模拟验证 ， 并通过对静态 目标的测距 实验 ， 验 证 了中频信号处理 电路对 雷达 测距 的适用性 和测试值相对 于计 算值 的准确性 。
关键 词 ： Ｆ ＭＣ Ｗ 雷达 ； 测 距 系统 ； 中频 信 号 处理 ； 电路 设 计
中图分类号 ： Ｔ Ｎ ９ ５ ２
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ２ － １ ８ ４ １ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ８ － ０ ０ ２ ９ － ０ ４
测量信号频率的技巧
测量信号频率的技巧测量信号频率是电子测量中一个非常常见且重要的任务。
在实际测量中，可以采用多种技巧来准确测量信号的频率。
下面将介绍一些常用的测量信号频率的技巧。
1. 使用频率计测量：频率计是一种专门用于测量信号频率的仪器。
通过将待测信号输入频率计，它可以直接显示信号的频率。
频率计的测量原理通常是基于时间间隔测量或周期测量。
时间间隔测量利用输入信号在一个固定时间内的波形周期数来计算频率，而周期测量则是直接测量输入信号的周期。
频率计的优点是测量精度高，适用于广泛的频率范围。
2. 使用频谱分析仪测量：频谱分析仪是另一种常用的测量信号频率的工具。
频谱分析仪通过对输入信号进行频谱分析，将信号在频域上的特性显示为频谱图。
频谱图可以清楚地显示信号的频率成分及其相对强度。
通过读取频谱图上的峰值位置，可以准确测量信号的频率。
频谱分析仪适用于复杂信号的频率测量，例如包含多个频率成分的信号。
3. 使用占空比测量：占空比是指周期性信号在一周期内的高电平时间与周期时间的比值。
对于非正弦波形的信号，可以通过测量占空比来间接测量信号频率。
当周期固定时，频率越高，单位时间内的周期数越多，从而高电平时间相对减少，占空比也相应减小。
因此，通过测量信号的占空比，可以推算出信号的频率。
4. 使用频率合成器测量：频率合成器是一种可以产生高稳定度、可编程频率的信号源。
通过使用频率合成器，可以将待测频率与合成器输出频率进行比较，从而准确测量信号的频率。
通常通过不断调整合成器的频率，使得合成器输出频率与待测频率相等，然后读取合成器上的频率设置值就可以得到准确的频率测量结果。
5. 使用信号源进行锁相测量：锁相测量是一种基于相位比较的频率测量方法。
它通过将待测信号与参考信号进行相位比较，从而测量信号的频率。
使用信号源可以产生一个可调频率的参考信号，然后将参考信号与待测信号进行相位比较，通过测量相位差的变化，可以计算出待测信号的频率。
综上所述，测量信号频率的技巧有很多种。
24GHz雷达传感器的运用电路图
24GHz雷达传感器的运用电路图本产品可广泛应用于类似自动门控制开关、安全防范系统、ATM自动提款机的自动录像控制系统、火车自动信号机等，需要自动感应控制的场所。
这是一种标准的24GHz雷达传感器，这种探测方式与其它探测方式相比具有如下的优点：１、非接触探测；２、不受温度、湿度、噪声、气流、尘埃、光线等影响，适合恶劣环境；3、抗射频干扰能力强；４、输出功率仅有10mW，对人体构不成危害；５、远距离：探测范围超过20米。
多普勒原理简介：多普勒理论是以时间为基础的，当无线电波在行进过程中碰到物体时，该电波会被反射，反射波的频率会随碰到物体的移动状态而改变。
如果无线电波碰到的物体的位置是固定的，那么反射波的频率和发射波的频率应该相等。
如果物体朝着发射的方向移动，则反射回来的波会被压缩，就是说反射波的频率会增加；反之，当物体朝着远离发射的方向移动时，反射回来的波的频率会随之减小，这就是多普勒效应。
这种现象在日常生活中会经常遇到，比如一辆鸣笛的警车从你身边高速通过时，你听到的声音的频率是变化的：当警车高速接近你的时候，（与静止声源相比）声音传输的时间缩短，频率升高。
当警车远离你的时候，声音的传输时间拉长，频率降低。
应用实例一：自动门控制、ATM提款机自动录像控制本电路作用距离4－15米连续可调，和热释电红外探测器相比，具有抗强光干扰，探测距离远，不受温、湿度影响等优点。
电路原理简述：图中U1是微波感应探测器模块，通过K202,K203,R202,R219向模块提供2kHz 的脉动电源（能产生频率为2khz 高电平宽度为20uS的电路很多，如使用反向器CD4069、lm555 等），K201在U1起作用期间导通，把U1输出的反应物体移动的低频信号选通输出，C202为采样保持电路，保证信号的连续和完整。
由LM358组成的两极低通放大电路把U1的输出放大，在LM358的1脚输出。
可调电阻R213 用于调整一级放大器的增益，调整R213的大小可以调整探测距离。
雷达信号脉宽和重频测量原理
雷达信号脉宽和重频测量原理英文回答：Radar signal pulse width and pulse repetition frequency (PRF) are two important parameters in radar systems. The pulse width refers to the duration of the radar signal pulse, while the PRF is the rate at which the pulses are transmitted.The pulse width is typically measured in microseconds (μs) or nanoseconds (ns). It determines the resolution of the radar system in range. A shorter pulse width allows for better range resolution, as it can distinguish between closely spaced targets. On the other hand, a longer pulse width provides better target detection capability, as it increases the energy transmitted and improves the signal-to-noise ratio.For example, let's consider a radar system with a pulse width of 1 μs. This means that the radar sign al pulselasts for 1 microsecond. If there are two targets at different ranges, one at 10 kilometers and another at 10.1 kilometers, the radar system with a 1 μs pulse width can distinguish between these targets. However, if the pulse width is increased to 10 μs, the radar system would not be able to differentiate between the two targets, as the pulse would overlap.The PRF, on the other hand, is the number of pulses transmitted per second. It is typically measured in hertz (Hz) or kilohertz (kHz). The PRF determines the maximum unambiguous range of the radar system. A higher PRF allows for a greater maximum range, but it also reduces the range resolution.For example, let's consider a radar system with a PRF of 1 kHz. This means that the radar system transmits 1000 pulses per second. If the target is located at a range of 10 kilometers, the radar system can accurately measure the range. However, if the target is located at a range of 100 kilometers, the radar system would not be able to accurately measure the range, as the pulses would overlap.In summary, the pulse width and PRF are important parameters in radar systems. The pulse width determines the range resolution, while the PRF determines the maximum unambiguous range. By adjusting these parameters, radar systems can optimize their performance for different applications.中文回答：雷达信号的脉宽和重频是雷达系统中的两个重要参数。
毫米波雷达在空调上实现手势识别的实验研究
毫米波雷达在空调上实现手势识别的实验研究摘要：随着空调在家家户户普遍使用，人们对空调的智能需求也越来越高。
本论文提出一种基于24GHZ的毫米波雷达的实验研究，以此验证在空调上的可行性。
本文采用雷达系统为2发4收装置，利用该硬件系统，它可以在线性调频模式下和多普勒模式下分别采集数据，再经过Matlab仿真，构造出了基于24GHZ 雷达的距离-时间图(Range-Time-Map, RTM)、多普勒-时间图(Doppler-Time-Map, DTM)。
此后，对采集的样本进行分类，采用卷积神经网络（CNN）加循环神经网络(RNN)和CTC算法来分别进行样本的训练和测试，本文具体所采用的用于分类和识别的网络框架模型是Resnet18+Lstm+ctc，最终实现对整个手势动作的自动特征提取与识别，验证该系统及算法的可行性和有效性。
关键词：雷达；线性调频；距离多普勒 CNN；RNN；Resnet18；Lstm；CTC；空调1引言传统空调利用遥控器进行功能操控，界面不断更新，操作便捷度降低。
但基于视觉图像的手势识别易受到环境制约；基于毫米波却能弥补两者缺陷，不受光线影响，安全保密性更高。
本文研究内容分两部分：硬件平台和算法研究。
硬件平台：研究采用2发4收雷达系统，多根天线对回波信号进行接收，相比单输入输出雷达来说，目标检测更具辨识性。
算法研究：利用2维快速傅里叶变换估计手势目标距离、多普勒参数，形成时频图和RD图，最后通过卷积神经网络训练及CTC算法实现分类，达到手势识别的目的。
2硬件平台2.1 FMCW雷达硬件组成 ADF5901双通道发送器与频率合成器配合使用，ADF4159用于生成FMCW发送信号，两个TX天线来自ADF5901发送器，前端接收路径经ADF5904实现四通道接收，ADAR7251模拟前端用于放大和采样测量接收器的IF信号， DSP处理后，结果通过USB 2.0或CAN接口访问。
2.2 FMCW雷达工作原理雷达内部信号源产高频信号，经发射天线，以电磁波形式向外辐射,若传播方向上存在目标物，会产生电磁波反射，接收天线收到回波信号，将其转化为电信号，后端设备进行后续信号处理[1]。
雷达原理中频信号频谱
雷达原理中，中频信号频谱是指在雷达系统中用于处理和分析的中间频率信号的频谱特征。
雷达系统中使用射频（RF）信号来发送和接收电磁波，并通过混频器将接收到的射频信号转换为中频（IF）信号进行后续处理。
中频信号频谱通常包含以下几个主要部分：
1. 载频：中频信号中的载频成分对应于雷达系统中的基础频率。
它由雷达的发射器产生，并用于发送连续的射频脉冲。
2. 杂散频率：中频信号中的杂散频率成分是与目标物体反射的电磁波相互作用产生的。
这些杂散频率成分可以包含回波信号、杂波、噪声等。
3. 接收带宽：中频信号的接收带宽指的是在雷达接收机中用于接收和处理信号的频率范围。
这个带宽通常根据雷达系统的设计要求进行选择，并且可能因不同的应用而有所变化。
4. 谐波和干扰：中频信号频谱中可能存在谐波和干扰成分。
谐波是由非线性元件引起的频率倍增现象，而干扰则可能来自其他无关信号源或环境干扰。
通过对中频信号频谱的分析和处理，雷达系统可以提取目标物体的特征信息，并进行距离测量、速度测量、角度测量等雷达参数估计。
这些参数估计有助于雷达系统实现目标检测、跟踪和识别等功能。
1。
雷达传感器功能应用说明_V1.0
最大范围为 0.5V~10V；
调制频率：理论上最大不能超过 150kHz ，但建议探测远距离目标（ 30~100m ）时采用
100~200Hz 的调制频率，探测近距离目标（10~20m）时采用 500~1kHz 的调制频率。
深圳市华儒科技有限公司
SHENZHEN HUARU TECHNOLOGY CO.,LTD.
雷达传感器功能应用说明探测动态目标的距离和速度ivs系列雷达产品均适于同时探测动态目标的距离和瞬时速度探测过程中既产生时间延迟效应又有多普勒效应即同一时刻发射信号和目标回波信号的频率差异是由时间延迟效应和多普勒效应共同引起的
雷达传感器功能应用说明 24GHz 平面天线雷达
技术支持手册Ⅰ V 1.0 2012．06
2. 设置调制信号 探测静态目标的距离，即静态目标到传感器之间的距离，调制信号采用锯齿波即可。这是因为， 此时的干扰大多为多普勒信号，而在抗干扰性能方面，锯齿波调制要优于三角波调制。选用线性升 坡曲线或者降坡曲线作为发射频率的时间相关函数，并定期重复这些波，以期得到可能的平均值。
调制幅度：选取调谐曲线中线性度最好的一段确定 Vtune 的调节范围。理论上，调制幅度
声
明
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24GHz 平面天线雷达：雷达传感器功能应用说明
1 概述
雷达是利用电磁波探测目标的电子设备，其工作原理可简述为：发射电磁波对目标进行照射并 接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。 目前常用的雷达工作频段有： 10.525GHz——X 波段， 24 GHz——K 波段， 35 GHz——Ka 波段， 77 GHz——V 波段。 目前，我公司的主营业务是 24GHz 即 K 波段微波雷达产品。24GHz 是 ISM 规定的全球通用的 一个雷达工作频段，在此频段上工作时所受干扰较小。 我公司所代理的 24GHz 微波雷达传感器均为德国 InnoSenT 公司生产， 其采用世界最先进的平 面微带技术，具有体积小、集成化程度高、感应灵敏等特点。产品多工作于 CW 和 FMCW 模式， 功能应用多样，包括：探测动态目标的速度、静态目标的距离、动态目标的距离和速度、目标的方 位（角度测量）以及判别运动的方向。
雷达 中频信号生成原理
雷达（Radar）是一种利用电磁波进行探测和测量的技术。
雷达中频信号的生成原理如下：
1. 发射信号生成：雷达发射机产生高频脉冲信号，一般采用射频发生器和功放器组成。
射频发生器产生高频信号，功放器将其放大至足够的功率用于发射。
2. 调频过程：为了提高雷达系统的分辨率和测距精度，常采用调频连续波（FMCW）
雷达。
在FMCW雷达中，通过改变发射信号的频率来实现测距。
发射信号经过调频模块，频率由低变高或由高变低，形成一个连续的线性调频信号。
3. 发射天线辐射：发射信号由天线辐射出去，形成一个电磁波束。
天线的选择取决于
具体的雷达系统，常见的包括单脉冲天线、相控阵天线等。
4. 目标回波接收：当发射的信号遇到目标物体时，会被目标物体散射并返回雷达系统。
接收天线接收到目标回波，并将其转换为电信号。
5. 中频信号生成：接收到的目标回波电信号经过放大、滤波等处理后，通过混频器与
本地振荡器产生中频信号。
混频器将接收信号与本地振荡器的信号进行乘积，得到中
频信号。
6. 中频信号处理：中频信号经过放大、滤波、模数转换等处理后，进入雷达系统的信
号处理部分。
在信号处理中，可以进行距离测量、速度测量、目标识别等操作。
综上所述，雷达中频信号生成的过程包括发射信号生成、调频过程、发射天线辐射、
目标回波接收、中频信号生成和中频信号处理等步骤。
这些步骤共同实现了雷达的探
测和测量功能。
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一种24GHz雷达中频信号频率的测量方法研究
作者：钟仁海刘冲钟催林陈琳琳
来源：《科技风》2018年第12期
摘要：雷达在实现测速、测距等功能时，需要得到中频信号的频率。
本文针对24GHz雷达I/Q两路信号的特点，提出一种测量中频信号频率的方法。
给出了理论分析及其数据实现方法，并进行了MATLAB仿真研究，实验结果表明所测频率精度达到了期望要求。
关键词：雷达；中频信号；频率
随着雷达引入民用，其应用越来越广泛，比如汽车、安防、无人机等领域。
其原理是根据回波信号计算出中频信号的频率，再进行后端信号处理，从而实现非接触测距、测速、测角度以及成像等功能。
传统的方法是对采集数据进行FFT（快速傅里叶变换）求取频率，但其时频性较差，而且精度与采样时间和运算采样点数有关，采样时间越长和运算点数越多，精度越高[13]。
文献[4]采用chirpz变换处理雷达信号，虽然提高运算量，但运用和FFT相同的数据，可以提高频率的测量精度。
本文介绍了一种基于24GHz雷达I/Q信号测量中频信号频率，其具有很好的时频性，因为I/Q信号彼此之间存在pi/2相位差，相当于将一路信号进行了一次Hilbert （希尔伯特）变换。
根据Hilbert变换的结果可以求出瞬时相位以及瞬时频率。
1 中频信号频率测量原理
24G雷达有多种调制方式，包括FMCW、FSK、CW等。
本文以CW方式为例介绍该原理。
雷达发射波信号为：
其中ft为发射频率。
I通道雷达接收波信号为：
其中fd是中频信号频率。
混频后I通道波形为：
经过低通滤波器后为：
同理可得Q通道波形为：
然后两路信号做比值，即
由上式可解得
这样即可求出中频信号频率。
2 算法仿真
设采样点数N=1024，采样频率fs=75000Hz，中频信号频率f=300Hz，在MATLAB中生成仿真信号
此仿真信号为单一频率，由图1可以看出能够实时地算出仿真信号的频率。
由于此信号FFT频率分辨率为75000/1024=73Hz，最终得出频率为366，使用chirpz变换能够精准的算出该频率。
再设中频信号频率f=75000*t，也就是频率随时间线性变化。
根据图2可以看出变化的频率，该方法也能实时地算出仿真信号的频率。
FFT与chirpz变换无法计算连续变化频率。
以上说明在理想的环境下，此方法是能够正确求出雷达中频信号的频率。
实际应用中，雷达中频信号是很微弱的信号，在没进行放大之前，电压幅值只有几微伏到几毫伏。
所以需要放大滤波后再通过ADC采样。
本文采用STM32F429两路ADC同时采样
I/Q中频信号，采样频率75000Hz，采样点数1024。
再通过串口将数据传到电脑进行数据处理（包含去直流，数字滤波等），具体中频信号采集流程如图3所示。
图4所示是原始采样数据以及I通道数据Hilbert变换曲线，由图可知，Q通道数据与Hilbert变换曲线并未重合，表明I/Q实际上并不是精准的相差pi/2相位，这与雷达中的移相器有关。
图5显示的是经过去除差异较大数据后的瞬时频率图，最大值为501，最小值为210，平均值为297。
FFT算出频率为366，chirpz变换算出频率为307。
由于并不知道信号本身实时的频率，故用平均值与计算比较精确的chirpz变换值进行比较，误差为10Hz，如果换算成
24GHz测速速度误差为0.227km/h。
3 讨论
在整个计算当中，只有求反正切需要浮点计算，而反正切可以用I*Q/（I2+0.28125*Q2）近似计算另0.28125*X也可以用X/4+X/32实现，只需将数据两次右移再相加即可，这样整个计算过程不会出现浮点运算，可以适用于一般的MCU，降低硬件成本。
由于最终计算结果跟原始信号有直接关系，所以在进行电路设计和数字处理过程中，应尽可能的保证信号的真实
性，不让其失真，即使出现失真，在数字处理当中应当识别，并进行相应处理，保证最终频率的准确性。
4 结论
本文设计一种测量中频信号频率的方法，这种方法核心思想是雷达I/Q信号之间的相位差相当于进行了Hilbert变换，从而快速的计算出频率。
仿真和实际数据表明，该方法具有很好的实时性和较高的精度，以及较小的计算量。
参考文献：
[1] Shunxin Li， Yufan Mo. Design and Simulation on High Speed FFT Processor in Radar Signal Processing[J].Advanced Materials Research，2012，Vol.461：333337.
[2]凌欢.基于DSP的雷达测速监控系统的设计与实现[D].南昌：南昌航空大学，2011.
[3]Sang Jin Park.A Novel Signal Processing Technique for Vehicle Detection Radar [J].IEEE MTTS Digest，2003， IFTU43：607610.
[4]徐飞，王延暴.Chirpz变换在雷达信号处理中的应用[J]. 现代电子技术，2011，34（9）：2829，34.
作者简介：钟仁海（1990），男，汉族，湖南邵阳人，硕士，研究方向：智能控制及其应用；刘冲（1966），男，汉族，湖南祁阳人，博士，副教授，研究方向：智能控制与应用、核反应堆测控；钟催林（1975），男，汉族，湖南衡阳人，博士后，高级工程师，主要从事雷达射频微波电路开发；陈琳琳（1990），男，汉族，湖南邵阳人，硕士，研究方向：智能控制及其应用。