雷达测速与测距
雷达测距、测角、测速基本原理
雷达测距、测角、测速基本原理目标在空间的位置可以用多种坐标系表示。
最常见的是直角坐标系，空间任一点目标P 的位段可用x，y,z三个坐标值来确定。
在雷达应用中，测定目标坐标常采用极(球)坐标系统.目标的斜距R为雷达到目标的直线距离OP;方位角a为目标的斜距R在水平面上的投影OB与某一起始方向(一般是正北方向)在水平面上的夹角;仰角B为斜距R与它在水平面上的投影OB在沿垂直面上的夹角，有时也称为倾角或者高低角。
如果需要知道目标的高度和水平距离，那么利用圆柱坐标系就比较方便。
在这种坐标系中.目标的位由三个坐标来确定:水平距离D;方位角。
;高度H, 球坐标系与圆柱坐标系之间的关系如下:D=RcosBH=RsinBa=a上述这些关系仅在目标的距离不太远时是正确的;当距离较远时，由于地面的弯曲，必须作适当的修正。
现以典型的脉冲雷达为例来说明雷达测量的基本工作原理。
它由发射机、发射天线、接收机和接收天线组成。
发射电磁波中一部分能量照射到雷达目标上，在各个方向上产生二次散射。
雷达接收天线收集散射回来的能量，并送至接收机对回波信号进行处理，从而发现目标，提取目标位置、速度等信息。
实际脉冲雷达的发射和接收通常共用一个天线，以简化结构.减小体积和重量。
脉冲雷达采用的发射波形通常是高频脉冲串.它是由窄脉冲调制正弦载波产生的，调制脉冲的形状一般为矩形，也可采用其他形状。
目标与雷达的斜距由电磁波往返于目标与雷达之间的时间来确定;目标的角位置由二次散射波前的方向来确定;当目标与雷达有相对运动时，雷达所接收到的二次散射波的载波频率会发生偏移，测量载频偏移就可以求出目标的相对速度，并且可以从固定目标中区别出运动目标来。
信息来源拓邦汽车电子网 地址：/news/2165.htm。
雷达测距测速原理
雷达测距测速原理雷达是一种利用电磁波进行测距和测速的技术。
雷达测距测速原理基于电磁波在空间中传播的特性，通过发送电磁波并接收返回信号来计算目标物体的距离和速度。
雷达测距的原理是利用电磁波的传播速度和接收到返回信号的时间差来计算目标物体的距离。
雷达发射器会发射一束电磁波，这束电磁波会在空间中传播，并与目标物体相互作用。
当电磁波与目标物体相互作用后，一部分电磁波会被目标物体反射回来，形成返回信号。
雷达接收器会接收到这个返回信号，并测量从发射到接收的时间差。
根据电磁波在空间中传播的速度，可以通过时间差计算出目标物体与雷达的距离。
雷达测速的原理是基于多普勒效应。
当目标物体相对于雷达静止时，返回信号的频率与发射信号的频率相同。
但是当目标物体相对于雷达运动时，返回信号的频率会发生改变。
根据多普勒效应的原理，当目标物体向雷达靠近时，返回信号的频率会增加；当目标物体远离雷达时，返回信号的频率会减小。
通过测量返回信号的频率变化，就可以计算出目标物体的速度。
雷达测距测速原理的关键在于精确测量发射和接收之间的时间差以及返回信号的频率变化。
为了提高测量的精度，雷达系统通常会采用高频率的电磁波。
高频率的电磁波具有较短的波长，能够更精确地测量距离。
同时，雷达系统还会使用高精度的时钟和频率计算器来确保测量的准确性。
雷达测距测速技术在很多领域都有广泛的应用。
在航空领域，雷达技术可以用于飞机的导航和防撞系统，通过测量其他飞机的距离和速度来确保飞行安全。
在交通领域，雷达技术可以用于交通监控和交通信号灯控制，通过测量车辆的距离和速度来优化交通流量。
在气象领域，雷达技术可以用于天气预报和气象监测，通过测量云层的距离和速度来预测降雨和风暴的情况。
雷达测距测速原理是一种利用电磁波进行测量的技术。
通过测量电磁波的传播时间和频率变化，可以准确计算目标物体的距离和速度。
雷达技术在许多领域都有广泛的应用，为人们的生活和工作提供了便利和安全。
12雷达原理- 调频法测距测速
调频法测距
脉冲调频测距
• 原理：通过载频调制为脉冲信号增加识 别标志 • 实现方式：脉冲信号＋载频调制 • 解模糊：长调制周期（远大于重复周期）
调频法测距
脉冲调频测距
• 设发射信号 调频斜率为:
F T
调频法测距
脉冲调频测距
• A、B、C各段 收发信号间的 差频分别为 :
2 vr 2R FA f d td c 2 vr 2R FE f d td c 2 vr FC f d
(前半周正向调频范围） (后半周负向调频范围)
调频法测距
运动目标
c fb fb R 8f 2 f m
（目标距离）
v ( fb fb 测距
发射信号 接收信号
混频取差频信号
傅里叶变换
测量峰值位置
频率转化为距离
fk Kr
2 R0 k c
2 f c 0 K r 0 2 2 K r 0 (1 lk )t t k Sr (t ) A3 k rect ( ) cos 2 2 Tp / 2 k 2 f l t K (2 l l k c k r k k )t
调频法测距
脉冲调频测距
R FB F A 4 c
FB F A R c 4
Fc vr 2
说明：
• 考虑测距的单值性须选取较大的调频周 期T； • 缺点：测量精度较差，发射信号的调频 线性不易做得好，频率测量不易做准确。
谢谢！
调频法测距 调频连续波测距
频率计
调 频 发射机 直接耦合信号
发射天线
r
目标
放 大 器 和限幅器
混频器 接收天线
雷达测距原理及实现方法
雷达测距原理及实现方法一、雷达测距原理雷达是利用无线电波进行探测和测距的一种技术。
雷达测距是通过测量从雷达到目标物体的往返时间差来估计目标的距离。
雷达测距的原理可以简单地概括为发射一束射频信号，当这个信号遇到目标时，部分能量被目标吸收或散射，剩下的能量会返回雷达。
雷达系统接收这个返回的信号，并测量从发送到返回信号的时间差，然后根据电磁波在空气中的传播速度，就可以计算出目标到雷达的距离。
具体实现雷达测距的原理有以下几种：1.脉冲测距原理：脉冲测距原理是利用发射一组很短的脉冲信号，并测量从发送到返回信号的时间来计算距离。
这种方法的特点是简单、精度较高，适用于对距离变化不频繁的目标进行测距。
2.相位测距原理：相位测距原理是利用发射一组连续波信号，并测量信号的相位变化来计算距离。
相位变化与距离成正比，并且可以通过频率测量的方法，精确计算出距离。
相位测距一般用于对动态目标进行测距。
3.干涉测距原理：干涉测距原理是利用发射两个相干的连续波信号，并测量两个信号之间的干涉现象来计算距离。
干涉测距具有高精度和高抗干扰性能的特点，适用于对距离变化频繁的目标进行测距。
4.多普勒测距原理：多普勒测距原理是利用目标在接收到的波的频率上所引起的多普勒频移来计算目标的速度和距离。
多普勒测距一般用于对移动目标进行测速和测距。
二、雷达测距实现方法实现雷达测距需要几个关键的组件和步骤：1.发射器和天线：发射器产生并发送无线电波的信号，天线用于辐射和接收电磁波。
2.接收器：接收器用于接收从目标返回的信号，并将其转换成电信号。
3.信号处理：接收到的信号经过信号处理子系统进行滤波、放大、调制等操作以提取出目标信息。
4.时间测量：雷达系统需要测量从信号发射到接收到返回信号的时间差。
可以通过多种方法实现时间测量，例如使用计数器、脉冲计时器等。
5.距离计算：根据从时间测量得到的时间差，结合电磁波在空气中的传播速度，通过计算得到目标到雷达的距离。
雷达测速原理
雷达测速原理引言雷达测速是一项常见的交通违法行为监测技术，通过利用雷达原理进行测速，可以精确地测量车辆的速度。
本文将介绍雷达测速的原理和工作过程。
雷达测速原理的概述雷达测速利用雷达波的原理来测量车辆的速度。
雷达是一种利用电磁波进行测距和测速的装置。
在雷达测速中，雷达发射器发射一束电磁波，然后接收器接收反射回来的电磁波。
根据电磁波的传播速度和回波的时间差，可以计算出车辆的速度。
雷达测速的工作过程雷达测速主要分为发射和接收两个过程。
发射过程1.雷达发射器发射一束窄束的雷达波。
雷达波的频率一般是24 GHz或35 GHz，可以穿透各种气象条件。
2.雷达波沿着一条直线路径传播，当遇到物体时，会发生反射。
3.反射的雷达波重新返回到雷达接收器。
接收过程1.雷达接收器接收反射回来的雷达波。
2.接收到的雷达波通过信号处理进行滤波和放大。
3.通过计算接收到的雷达波的时间差，可以得到距离。
4.通过计算距离的变化速度，可以得到车辆的速度。
雷达测速原理的特点雷达测速具有以下特点：1.非接触式：雷达测速不需要与车辆直接接触，可以在一定范围内进行测速。
2.高精度：雷达测速可以提供高精度的测速结果，通常误差在1%以内。
3.多目标测速：雷达测速可以同时测量多个目标的速度，适用于密集车流的场景。
4.不受环境条件限制：雷达波在传播过程中对气象条件不敏感，不受雨、雪等恶劣天气的影响。
雷达测速原理的应用雷达测速广泛应用于交通管理和违法行为监测领域。
通过对道路上行驶车辆的测速，可以及时发现超速行驶、违规变道等交通违法行为，并采取相应的处罚措施。
结论雷达测速利用雷达波的原理来测量车辆的速度，具有非接触式、高精度和多目标测速等特点。
它已成为交通管理和违法行为监测的重要工具。
随着技术的不断进步，雷达测速技术将不断发展，并在交通安全领域发挥更大的作用。
以上就是雷达测速原理的介绍，希望对您有所帮助！。
FMCW毫米波雷达测距、测速、测角方式的研究
FMCW毫米波雷达测距、测速、测角方式的研究摘要：本文介绍了FMCW毫米波雷达在测距、测速、测角时的工作原理，并对原理中各种参数和体制进行了适当的浅析。
关键词：FMCW；毫米波；测距；测速；测角1引言毫米波是一类使用短波长电磁波的特殊雷达技术。
雷达系统发射的电磁波信号被其发射路径上的物体阻挡继而会发生反射，通过捕捉反射的信号，雷达系统可以确定物体的距离、速度和角度。
在天线口径相同的情况下，毫米波雷达有更窄的波束，可提高雷达的角分辨能力和测角精度，并且有利于抗电子干扰、杂波干扰和多径反射干扰等。
本文介绍了毫米波雷达在测距、测速、测角时的工作方式，通过对工作原理的解析，分析在工作过程中各参数的变化情况。
2测距毫米波振荡器产生频率为f0，经天线定向辐射出去，并在空间以电磁波形式传播，当此电磁波在空间遇到目标时反射回来。
FMCW雷达系统所用信号的频率随时间变化呈线性升高，这种信号也称线性调频脉冲。
图1为线性调频脉冲信号振幅-时间函数图。
图2为同一个线性调频脉冲信号频率-时间函数图，具有起始频率（f1）、带宽（B）、持续时间（Tc），调频脉冲信号斜率S=(f2-f1)/Tc=B/Tc。
FMCW毫米波雷达一般由发射支路、接收支路、中频支路、发射天线、接收天线和距离指示器组成，测距原理框图见图3。
图1线性调频脉冲信号（振幅-时间）图2线性调频脉冲信号（频率-时间）FMCW毫米波雷达中VCO是一个调频振荡器，产生连续波调频信号。
调频形式可以是三角波、锯齿波或正弦波调频。
前两种是线性调频，后者是非线性调频。
VC0输出调频信号如图2。
图中B为调频信号的最大频率与最小频率之差，称为调频频偏；τ为无线电电磁波从发射天线至目标再反射回到接收天线所产生的延迟时间，延迟时间τ=2L/c（c为电磁波在空气中传播速度，L为目标距离）；ｆb为中频信号，它是某一时刻发射信号与回波信号频率之差；Tc为调频周期。
通过图2中相似三角形几何知识，可以计算得到：τ/fb=TC/B，把τ=2L/c代入，经整理得到：L=cfbTc/(2B)，此公式为FMCW毫米波雷达基本测距公式。
激光雷达在测距测速中的应用
激光雷达在测距测速中的应用激光雷达是一种常见的传感器技术，广泛应用于测距测速的领域。
通过利用激光束的特性，激光雷达可以高精度地测量目标物体与传感器之间的距离，并且能够准确地获取目标物体的速度信息。
在这篇文章中，我们将探讨激光雷达在测距测速中的应用。
激光雷达作为一种非接触式测量技术，具有高精度和高可靠性的特点。
在无人驾驶汽车、机器人导航、智能交通等领域，激光雷达被广泛应用于目标检测和避障。
激光雷达可以通过扫描周围环境，测量出物体与雷达的距离，从而实现自动驾驶车辆的障碍物识别和避障功能。
同时，激光雷达还可以通过测量目标物体的速度，实现智能交通中的车辆追踪和速度监控。
在工业生产中，激光雷达除了可以应用于测距测速外，还可以用于精确测量物体的尺寸和形状。
通过对物体表面进行扫描，激光雷达可以获取物体的三维坐标信息，从而实现对物体形状的重建。
利用激光雷达技术，工业生产中的测量和质量控制可以更加准确和高效。
此外，激光雷达还在地质勘探、环境监测和气象预测等领域发挥着重要作用。
例如，在地震预测中，激光雷达可以测量地壳的运动速度，帮助科学家预测地震的发生概率和可能的影响范围。
在空气质量监测中，激光雷达可以测量大气中的微粒浓度和运动速度，从而提供准确的气象数据，为环境保护和预防自然灾害提供依据。
虽然激光雷达在测距测速中具有许多优势，但是也存在一些挑战和限制。
首先，激光雷达的价格相对较高，限制了它在某些领域的应用。
其次，激光雷达对环境有一定的要求，例如在强日光下的性能可能会受到影响。
同时，激光雷达还需要进行定期的维护和校准，否则可能会影响其测量精度和稳定性。
综上所述，激光雷达作为一种高精度和可靠性的测量技术，广泛应用于测距测速的领域。
无人驾驶汽车、机器人导航、智能交通以及工业生产等领域都离不开激光雷达的支持。
虽然激光雷达存在一些限制，但随着技术的进步和成本的下降，激光雷达在未来将会有更广泛的应用前景。
雷达测速与测距
雷达测速与测距GZH 2016/3/29系统流程图模块分析1 脉冲压缩1.1 原理分析雷达的基本功能是利用目标对电磁波的散射而发现目标，并测定目标的空间位置。
雷达分辨力是雷达的主要性能参数之一。
所谓雷达分辨力是指在各种目标环境下区分两个或两个以上的邻近目标的能力。
一般说来目标距离不同、方位角不同、高度不同以及速度不同等因素都可用来分辨目标，而与信号波形紧密联系的则是距离分辨力和速度(径向)分辨力。
两个目标在同一角度但处在不同距离上，其最小可区分的距离称为距离分辨力，雷达的距离分辨力取决于信号带宽。
对于给定的雷达系统，可达到的距离分辨力为雷达的速度分辨率可用速度分辨常数表征，信号在时域上的持续宽度越大，在频域上的分辨率能力就越好，即速度分辨率越好。
对于简单的脉冲雷达， ，此处， 为发射脉冲宽度。
因此，对于简单的脉冲雷达系统，将有（1.2）在普通脉冲雷达中，由于信号的时宽带宽积为一常数（约为1），因此不能兼顾距离分辨力和速度分辨力两项指标。
雷达对目标进行连续观测的空域叫做雷达的探测范围，也是雷达的重要性能数，它决定于雷达的最小可测距离和最大作用距离，仰角和方位角的探测范围。
而发射功率的大小影响作用距离，功率大则作用距离大。
发射功率分脉冲功率和平均功率。
雷达在发射脉冲信号期间 内所输出的功率称脉冲功率，用Pt表示；平均功率是指一个重复周期Tr内发射机输出功率的平均值，用Pav表示。
它们的关系为（1.3）脉冲压缩（PC）雷达体制在雷达脉冲峰值受限的情况下，通过发射宽脉冲而获得高的发能量，以保证足够的最大作用距离，而在接收时则采用相应的脉冲压缩法获得窄脉冲，以提高距离分辨力，因而能较好地解决作用距离与分辨能力之间的矛盾。
在脉冲压缩系统中，发射波形往往在相位上或频域上进行调制，接收时将回波信号加以压缩，使其等效带宽B满足 。
令,则（1.4）（1.4）式中，表示经脉冲压缩后的有效脉宽。
因此脉冲压缩雷达可用宽度 的发射脉冲来获得相当于发射有效宽度为的简单脉冲系统的距离分辨力。
调频连续波雷达(FMCW)测距测速原理
调频连续波雷达（FMCW）测距测速原理FMCW雷达的工作原理基于多普勒效应和频率测量。
当发射机发送连续变化的频率调制信号时，信号的频率将会随时间线性变化。
这个频率变化的斜率称为调频斜率。
当发射信号经过天线发射出去，在遇到目标后，信号会被目标散射回来，然后被接收天线接收。
当接收天线接收到返回信号时，会将信号和发射信号进行混频处理，将其与发射信号相乘。
这样做的目的是为了提取目标的频率信息。
由于目标的速度不同，返回信号的频率也会有所不同。
根据多普勒效应的原理，当目标向雷达揭示而来时，频率会比发射信号的频率高；相反，当目标远离雷达时，频率会比发射信号的频率低。
接收到的混频信号将通过低通滤波器进行滤波，以去除不想要的频率成分。
然后，信号将被转换成数字信号，通过快速傅里叶变换(Fourier Transform)进行频谱分析。
频谱的峰值表示目标的频率，根据频率的变化可以计算出目标的速度。
根据多普勒频移的公式，测量得到的频移值与目标的速度成正比。
利用目标的速度与雷达到目标的距离之间的关系，可以通过简单的数学运算得到目标的距离。
由于信号频率的线性变化，可以通过测量信号的起始频率和终止频率，以及相应的时间间隔，计算得到距离。
在FMCW雷达系统中，还需要对信号的回波强度进行测量，以评估目标的反射特性。
这可以通过测量接收信号的功率来实现。
通过分析接收到的功率信号，可以确定目标的散射截面积(Cross Section)，从而估计目标的大小。
总结起来，FMCW雷达的测距测速原理基于多普勒效应和频率测量。
通过发送频率变化的信号，接收并处理返回信号，测量目标的频率和功率，从而得到目标的距离、速度和反射特性。
这种雷达系统具有高精度、高分辨率和广泛测速范围的优势，广泛应用于交通监测、无人驾驶、气象观测等领域。
连续波雷达测速测距原理
连续波雷达测速测距原理连续波雷达（Continuous Wave Radar，CWR）是一种常用的雷达测速测距技术，它利用连续发射和接收电磁波，通过测量波的往返时间和频率差，来精确测定目标物体的速度和距离。
本文将详细介绍连续波雷达的测速测距原理。
一、连续波雷达的原理当返回的波到达雷达时，雷达接收到波和发射的波之间存在一定的相位差。
而这个相位差可以用来计算出物体的距离。
具体的计算公式如下：距离=相位差×光速/(2×发射频率)在这个公式中，相位差是接收到的波和发射的波之间的相位差，光速为常数，发射频率为雷达发射的频率。
但是，单纯的通过距离无法获得目标物体的速度。
所以，连续波雷达需要通过测量频率差来计算目标物体的速度。
当目标物体以一定速度向雷达靠近或远离时，返回的波的频率会有一定的变化。
假设目标物体向雷达靠近，则返回的波的频率会增加。
频率的变化可以用来计算目标物体的速度。
具体的计算公式如下：速度=频率变化量×光速/(2×发射频率)在这个公式中，频率变化量为接收到的波的频率和发射的波的频率之差。
二、连续波雷达的应用在航空领域，连续波雷达常用于测量无人机的速度和距离，以及预警系统中。
通过测量无人机的速度，可以帮助准确控制无人机的行驶速度，并确保安全。
而通过测量无人机的距离，可以及时避免与其他航空器发生碰撞的危险。
在航海领域，连续波雷达常用于船舶的导航和控制系统中。
通过测量船舶与障碍物之间的距离，可以及时警示船舶避免碰撞。
同时，通过测量船舶的速度，可以帮助船舶准确抵达目的地，并且保持适当的速度，提高航行的效率。
在交通运输领域，连续波雷达常用于测速仪器和交通探测器中。
通过测量车辆的速度，可以帮助交通管理部门监测交通流量、控制交通信号，并保证车辆在道路上行驶的安全。
总结起来，连续波雷达利用波的往返时间和频率变化，实现对目标物体的精确测速测距。
在航空、航海、交通运输等领域发挥着重要作用，帮助我们提高交通的安全性和效率。
fmcw信号雷达测距测速原理
fmcw信号雷达测距测速原理FMCW（Frequency Modulated Continuous Wave）信号雷达是一种常用的测距测速技术，其原理是通过频率调制连续波信号来实现对目标的测量。
本文将围绕着FMCW信号雷达的测距测速原理展开讲述。
我们需要了解FMCW信号雷达的基本原理。
FMCW信号雷达通过发射连续波信号，并对其进行频率调制，发送至目标物体。
当这个信号与目标物体相互作用时，目标物体会反射部分信号回到雷达接收端。
接收端会接收到经过目标物体反射后的信号，并与发送信号进行比较。
根据比较结果，可以计算出目标物体的距离和速度。
在FMCW信号雷达中，频率调制的方式是通过改变发射信号的频率来实现的。
一般情况下，发射信号的频率会以一定的斜率进行线性调制，即频率随时间线性增加或减小。
这种线性调频的信号被称为扫频信号。
接下来，我们来看一下FMCW信号雷达的测距原理。
当扫频信号与目标物体相互作用时，目标物体会对信号进行频率的改变，这种频率的改变被称为多普勒效应。
通过测量接收信号与发送信号的频率差，可以推算出目标物体的距离。
具体的测距计算公式如下：距离=（频率差*光速）/（2*斜率）其中，频率差指的是接收信号的频率与发送信号的频率之差，光速是指光在真空中的传播速度，斜率是指发射信号频率随时间的线性变化率。
除了测距，FMCW信号雷达还可以实现测速。
测速原理与测距原理类似，都是通过多普勒效应来实现的。
当目标物体移动时，会对接收信号的频率产生改变。
根据多普勒效应的原理，当物体远离雷达时，接收信号的频率会比发送信号的频率偏小；当物体靠近雷达时，接收信号的频率会比发送信号的频率偏大。
通过测量接收信号与发送信号的频率差，可以计算出目标物体的速度。
具体的测速计算公式如下：速度=（频率差*光速）/（2*频率*方向因子）其中，频率差指的是接收信号的频率与发送信号的频率之差，光速是指光在真空中的传播速度，频率是指发射信号的频率，方向因子是一个与目标物体运动方向有关的系数。
激光雷达测距测速原理
激光雷达测距测速原理1. 激光雷达通用方程激光雷达方程用来表示一定条件下，激光雷达回波信号的功率，其形式如下： r P 为回波信号功率，t P 为激光雷达发射功率，K 是发射光束的分布函数，12a a T T 分别是激光雷达发射系统到目标和目标到接收系统的大气透过率，t r ηη分别是发射系统和接收系统的透过率，t θ为发射激光的发散角，12R R 分别是发射系统到目标和目标到接收系统的距离，Γ为目标的雷达截面，r D 为接收孔径。
方程作用：激光雷达方程可以在研发激光雷达初期确定激光雷达的性能。
其次，激光雷达方程提供了回波信号与被探测物的光学性质之间的函数关系，因此可以通过激光雷达探测的回波信号，通过求解激光雷达方程获得有关大气性质的信息。
2. 激光雷达测距基本原理2.1 脉冲法脉冲激光雷达测距的基本原理是，在测距点向被测目标发射一束短而强的激光脉冲，激光脉冲到达目标后会反射回一部分被光功能接收器接收。
假设目标距离为L ，激光脉冲往返的时间间隔是t ，光速为c ，那么测距公式为L=tc/2。
时间间隔t 的确定是测距的关键，实际的脉冲激光雷达利用时钟晶体振荡器和脉冲计数器来确定时间t ，时钟晶体振荡器用于产生固定频率的电脉冲震荡∆T=1/f ，脉冲计数器的作用就是对晶体振荡器产生的电脉冲计数N 。
如图所示，信息脉冲为发射脉冲，整形脉冲为回波脉冲，从发射脉冲开始，晶振产生脉冲与计数器开始计数时间上是同步触发的。
因此时间间隔t=N ∆T 。
由此可得出L=NC/2f 。
图1 脉冲激光测距原理图2.2 相位法相位测距法也称光束调制遥测法，激光雷达相位法测距是利用发射的调制光和被目标反射的接受光之间光强的相位差包含的距离信息来实现被测距离的测量。
回波的延迟产生了相位的延迟，测出相位差就得到了目标距离。
假设发射处与目标的距离为D ，激光速度为c ，往返的间隔时间为t ，则有：图2 相位法测距原理图假设f 为调制频率，N 为光波往返过程的整数周期，∆ϕ为总的相位差。
激光雷达在测距与测速中的应用技巧
激光雷达在测距与测速中的应用技巧激光雷达是一种利用激光束进行测距和测速的设备，在现代科技中有着广泛的应用。
不同于传统的测距仪器，激光雷达的测量精度更高，测距速度更快，具有非常大的优势。
本文将探讨激光雷达在测距与测速中的应用技巧。
首先，激光雷达在测距方面的应用技巧。
激光雷达在测距时需要注意避免衰减和散射现象对测量结果的影响。
对于衰减现象，我们可以采用信号增益技术来增强接收到的激光信号强度，从而提高测距的精度。
而对于散射现象，我们可以通过合理设置激光雷达的参数来降低散射反射带来的误差。
此外，激光雷达的测距精度还受到大气密度和温度等因素的影响，因此在实际应用中需要进行补偿校正，以确保测距结果的准确性。
其次，激光雷达在测速方面的应用技巧。
激光雷达可以通过测量激光的频率变化来计算目标的速度。
在实际应用中，我们需要考虑到多种因素对测速的影响。
首先是目标的尺寸和形状，因为目标的反射面积和形状不同，接收到的激光信号强度也会有所不同，从而影响测速的准确性。
其次是目标的运动状态，快速移动的目标可能会导致测量精度下降，因此需要在设备选择和使用时加以考虑。
此外，环境条件（如光照、天气等）也会对测速结果产生影响，因此需要进行相应的校正和调整。
使用激光雷达进行测距和测速时，还需要注意设备的使用方法和技巧。
首先，需要保持设备的稳定。
激光雷达对于较小的抖动和震动非常敏感，因此在使用时需要注意避免设备的晃动。
其次，需要保持激光雷达的镜头清洁。
镜头的污染会导致激光信号的损失和散射，从而影响测量结果的准确性。
因此，定期清洁镜头是保持激光雷达性能的重要步骤。
此外，还需要注意避免遮挡物的干扰。
激光雷达需要发射和接收激光信号来进行测距和测速，因此遮挡物的存在会导致信号的损失和反射方向的改变，从而影响测量的精度。
最后，激光雷达在测距与测速方面的应用技巧不仅仅局限于以上所述。
随着技术的不断进步和创新，激光雷达在各个领域的应用也在逐渐扩展。
例如，在自动驾驶领域，激光雷达被广泛用于环境感知和障碍物检测，以实现自主导航和避障。
测速器的测速原理
测速器的测速原理
测速器的测速原理一般有以下几种：
1. 雷达测速原理：雷达测速器会发射一束无线电波，并接收从车辆反射回来的波束。
根据波束的频移或相位差来计算车辆的速度，速度测量结果通过计算机系统进行处理并显示。
2. 激光测速原理：激光测速器使用红外激光器发射出的激光束，然后接收从车辆反射回来的激光束。
根据发射和接收之间的时间差来计算车辆的速度。
激光测速器具有高精度和长测距的特点。
3. 电磁感应测速原理：电磁感应测速器使用传感器测量通过车辆轮胎的电磁信号。
当车辆通过传感器时，车轮的电磁信号会改变传感器的感应电流。
根据这个改变来计算车辆的速度。
4. 压电传感器测速原理：压电传感器测速器使用安装在道路上的压电传感器来测量车辆通过时施加在传感器上的压力。
通过测量这个压力的变化来计算车辆的速度。
需要注意的是，不同类型的测速器在测速原理上可能会有所不同，具体的测速原理还取决于测速器的技术和设计。
fmcw雷达测距测速测角原理
fmcw雷达测距测速测角原理
FMCW（频率调制连续波）雷达是一种常用于测距、测速和
测角的技术。
其原理是通过发射连续调频的微波信号并接收回波，利用接收到的回波信号与发射信号之间的频率差来实现测量。
测距原理：在FMCW雷达中，发射器发射的信号频率会逐渐
变化（通常是线性变化），当这个信号遇到目标物体并发生回波时，回波信号的频率也会与发射信号的频率有所不同。
通过测量回波信号与发射信号之间的频率差，可以根据光速的知识计算出目标物体与雷达的距离。
测速原理：当目标物体与雷达相对运动时，回波信号的频率也会存在多普勒效应，即回波信号的频率会发生变化。
利用这个变化的频率可以计算出目标物体的相对速度。
测角原理：FMCW雷达还可以通过两个不同的接收天线来接
收回波信号，并通过对两个接收信号的差异进行处理来实现测量目标物体的方向角。
通过比较两个信号的相位、幅度或时间差等参数，可以计算出目标物体的角度。
总之，FMCW雷达利用发射信号和回波信号之间的频率差，
结合多普勒效应和相位差等特性，可以实现对目标物体的测距、测速和测角。
fmcw雷达测距测速测角原理
fmcw雷达测距测速测角原理（原创版）目录一、FMCW 雷达简介二、FMCW 雷达的测距原理三、FMCW 雷达的测速原理四、FMCW 雷达的测角原理五、FMCW 雷达的应用领域正文一、FMCW 雷达简介FMCW 雷达，即调频连续波雷达，是一种广泛应用于民用和军事领域的雷达系统。
与传统的脉冲雷达不同，FMCW 雷达发射的是连续波信号，而非周期性的高频脉冲。
这种雷达具有结构简单、尺寸小、重量轻以及成本低等优点，因此在各种应用场景中备受欢迎。
二、FMCW 雷达的测距原理FMCW 雷达的测距原理基于频率差。
雷达在扫频周期内发射频率变化的连续波，被物体反射后的回波与发射信号有一定的频率差。
通过测量这个频率差，可以获得目标与雷达之间的距离信息。
由于差频信号频率较低，一般为 KHz，因此硬件处理相对简单，适合数据采集并进行数字信号处理。
三、FMCW 雷达的测速原理FMCW 雷达的测速原理同样基于频率差。
在运动目标的情况下，上升沿和下降沿期间的频率差会发生变化。
通过检测这两个频率差，可以计算出目标的速度。
对于静止目标，可以通过三角波调频连续波雷达采用正负调频斜率来消除距离与速度的耦合，从而进行目标速度的估计。
四、FMCW 雷达的测角原理FMCW 雷达的测角原理是利用天线阵列技术。
通过在不同角度发射连续波信号，并接收回波信号，可以得到目标在不同角度上的反射信息。
结合信号处理技术，可以计算出目标相对于雷达的角度信息。
五、FMCW 雷达的应用领域FMCW 雷达在民用和军事领域均得到了广泛的应用。
在民用领域，FMCW 雷达可以用于无人驾驶汽车、无人机、机器人等领域的测距、测速和测角。
在军事领域，FMCW 雷达可以应用于导弹制导、目标跟踪、战场侦察等场景。
毫米波雷达测距测速算法
毫米波雷达测距测速算法毫米波雷达是一种基于毫米波频段的传感器技术，具有高分辨率、高精度和强抗干扰能力的优点，因此被广泛应用于物体检测、测距测速等领域。
在毫米波雷达中，测距测速算法是其中一个关键的研究方向。
测距是毫米波雷达的基本功能，通过测量信号的往返时间来计算物体与雷达之间的距离。
毫米波雷达可以发射一束短脉冲并接收回波信号，根据发射和接收时间的差值来计算距离。
而测速则是通过多次测距并计算距离变化率来得到物体的速度信息。
毫米波雷达的测距测速算法主要分为两类：基于频率调制的算法和基于相位测量的算法。
基于频率调制的算法采用频率差技术，通过测量发射信号和接收信号之间的频率差异来计算距离和速度。
这种方法的基本原理是利用多普勒效应，即物体运动会引起回波信号的频率偏移。
通过分析接收到的回波信号的频率变化，可以计算出目标物体的速度。
而距离则是通过测量发送信号和接收信号之间的频率差值来计算的，根据多普勒效应中的关系，频率差值与目标物体的距离成正比。
然后通过标定和校准可以得到准确的距离和速度信息。
基于相位测量的算法是利用回波信号的相位差来计算距离和速度。
相位差是指发射信号和接收信号之间的相位差异，也可以理解为信号的延迟时间。
根据相位差和频率可以计算出距离变化率，然后通过积分计算得到距离和速度信息。
这种算法相对于频率调制算法在一定程度上能够提高精度和灵敏度，但同时也要求系统具有更高的稳定性和抗干扰能力。
毫米波雷达测距测速算法在实际应用中，还需要考虑目标的速度分布、多目标的情况以及复杂地形等因素对测量的影响。
因此，研究人员对于算法的改进和优化不断进行探索。
例如，引入卷积神经网络和深度学习技术，结合毫米波雷达原始数据进行特征提取和模式识别，可以进一步提高测距测速的准确性和鲁棒性。
综上所述，毫米波雷达的测距测速算法是一项复杂而重要的研究领域。
基于频率调制和相位测量的算法是目前主流的方法，而随着深度学习等技术的发展，将有望进一步提高毫米波雷达的测量效果。
毫米波雷达 测角、测速、测距原理
毫米波雷达测角、测速、测距原理
毫米波雷达是一种利用毫米波频段的电磁波进行测量和探测的雷达系统。
它具有测角、测速和测距等多种功能，广泛应用于物流、交通、安防、军事等领域。
我们来看毫米波雷达的测角原理。
毫米波雷达通过发射一束狭窄的毫米波束，然后接收由目标物体反射回来的毫米波。
通过分析接收到的波形，可以确定目标物体的方向。
毫米波雷达的天线通常采用相控阵技术，通过改变天线阵列的相位和幅度，实现波束的方向控制。
通过扫描整个空间，毫米波雷达可以实现对目标物体的测角。
毫米波雷达还可以实现对目标物体的测速。
测速原理是基于多普勒效应，即当目标物体相对于雷达系统运动时，由于频率的变化，接收到的波形也会发生变化。
通过分析波形的频率变化，可以确定目标物体的速度。
毫米波雷达通常采用连续波或调频连续波的方式进行测速，具有高精度和高灵敏度的特点。
毫米波雷达还可以实现对目标物体的测距。
测距原理是基于雷达的工作原理，即通过测量发射和接收之间的时间差，从而计算出目标物体与雷达系统之间的距离。
毫米波雷达通常采用脉冲波的方式进行测距，具有较高的分辨率和精度。
毫米波雷达的测距能力通常可以达到几十米到几百米，适用于不同的应用场景。
毫米波雷达通过利用毫米波频段的电磁波进行测量和探测，具有测
角、测速和测距等多种功能。
它在物流、交通、安防、军事等领域发挥着重要作用。
通过合理的设计和优化，毫米波雷达可以实现高精度、高分辨率的目标检测和跟踪，为各行业的应用提供了可靠的技术支持。
未来随着技术的进一步发展，毫米波雷达有望在更多领域展现其潜力和优势。
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雷达测速与测距GZH 2016/3/29系统流程图模块分析1 脉冲压缩1.1 原理分析雷达的基本功能是利用目标对电磁波的散射而发现目标，并测定目标的空间位置。
雷达分辨力是雷达的主要性能参数之一。
所谓雷达分辨力是指在各种目标环境下区分两个或两个以上的邻近目标的能力。
一般说来目标距离不同、方位角不同、高度不同以及速度不同等因素都可用来分辨目标，而与信号波形紧密联系的则是距离分辨力和速度(径向)分辨力。
两个目标在同一角度但处在不同距离上，其最小可区分的距离称为距离分辨力，雷达的距离分辨力取决于信号带宽。
对于给定的雷达系统，可达到的距离分辨力为雷达的速度分辨率可用速度分辨常数表征，信号在时域上的持续宽度越大，在频域上的分辨率能力就越好，即速度分辨率越好。
对于简单的脉冲雷达，B=∆f=1/τ，此处，τ为发射脉冲宽度。
因此，对于简单的脉冲雷达系统，将有δr=c2τ（1.2）在普通脉冲雷达中，由于信号的时宽带宽积为一常数（约为1），因此不能兼顾距离分辨力和速度分辨力两项指标。
雷达对目标进行连续观测的空域叫做雷达的探测范围，也是雷达的重要性能数，它决定于雷达的最小可测距离和最大作用距离，仰角和方位角的探测范围。
而发射功率的大小影响作用距离，功率大则作用距离大。
发射功率分脉冲功率和平均功率。
雷达在发射脉冲信号期间 内所输出的功率称脉冲功率，用Pt表示；平均功率是指一个重复周期Tr内发射机输出功率的平均值，用Pav表示。
它们的关系为P tτ=P av T r（1.3）脉冲压缩（PC）雷达体制在雷达脉冲峰值受限的情况下，通过发射宽脉冲而获得高的发能量，以保证足够的最大作用距离，而在接收时则采用相应的脉冲压缩法获得窄脉冲，以提高距离分辨力，因而能较好地解决作用距离与分辨能力之间的矛盾。
在脉冲压缩系统中，发射波形往往在相位上或频域上进行调制，接收时将回波信号加以压缩，使其等效带宽B满足B=∆f≫1/τ。
令τ0=1/B,则δr=c2τ0（1.4）（1.4）式中，τ0表示经脉冲压缩后的有效脉宽。
因此脉冲压缩雷达可用宽度τ的发射脉冲来获得相当于发射有效宽度为τ0的简单脉冲系统的距离分辨力。
发射脉冲宽度τ跟系统有效（经压缩的）脉冲宽度τ0的比值便成为脉冲压缩比，即D=ττ0（1.5）则D=B∗τ（1.6）输入信号形式为s(t)=A∗rect(tT )∗e j2πf0t+jμt22（1.7）系统采用匹配滤波h(t)=s∗(t0−t)（1.9）输出为s o(t)=ℎ(t)⊛s(t)（1.10）1.2 仿真结果雷达发射信号为LFM信号，脉冲宽度为Tp=10e-6，信号带宽为B=4e6，脉冲重复周期为T=100e-6，因此脉冲占空比为0.1，采样频率为fs=5e6。
时宽带宽积为D=Tp*B。
发射信号波形如下：图1.1 LFM信号时域波形和频谱图1.2 chirp信号发射信号为16个脉冲，在经过延时和加入噪声后得到回波信号如下：图1.3 完整回波信号从图中可看出，回波信号在每个脉冲重复周期中有3个脉冲，表示目标个数为3。
图1.4 回波信号的一个周期在仿真过程中，给回波加入一定的高斯噪声，使仿真更接近实际。
图1.5 噪声信号图1.6 一个周期回波信号加噪声在接收到回波后，用Hamming窗进行滤波，然后再进行匹配滤波。
这样可滤除部分杂波信号。
图1.7（a）脉压后输出波形图1.7（b）脉压后输出波形从图中可明显看到3个尖峰，每个尖峰代表一个目标回波。
2 三脉冲非递归MTI2.1 原理分析当杂波和运动目标回波在雷达显示器上同时显示时，会使目标的观察变得很困难。
如果目标处在强杂波背景内，弱的目标淹没在强杂波中，特别是当强杂波使接收机发生过载时，将很难发现目标。
目标回波和杂波在时间域上难以区分，但由于目标的速度远大于背景的速度，目标回波的多普勒频移远大于背景的多普勒频移，从而可在频域上区分目标与杂波。
动目标显示滤波器（MTI）利用运动目标回波和杂波在频谱上的区别，有效地抑制杂波而提取信号。
在雷达上加装MTI 滤波器，大大的改善了雷达在强杂波背景中检测运动目标的能力。
在相位检波器输出端，固定目标的回波是一串振幅不变的脉冲，而运动目标的回波是一串振幅调制的脉冲。
在把回波信号送到终端显示器前，必须先消除固定目标回波。
最直接的方法是将相邻重复周期的回波信号相减，则固定目标回波由于振幅不变而互相抵消，运动目标回波相减后剩下相邻重复周期振幅变化的部分。
传统的MTI 滤波器有两种形式：非递归形和递归形。
这里介绍非递归形。
不带反馈的滤波器称为非递归型滤波器。
下面以一次对消器为例进行说明。
一次对消器，即二脉冲对消。
其结构图如图2.1（a ），对消器的输入X(z)相位检波器的输出信号。
它是一个单零点系统，零点位置在1z =±，令s j ω=，即j T z e ω=在Z 平面上是单位圆。
由相位检波器输出的脉冲包络为)(cos )(0t U t u ϕ= （2.1） ϕ为回波与基准电压之间的相位差0000)(2)(ϕωωωϕ-=--=-=t c t v R t t d r r （2.2） 回波信号按重复周期r T 出现，将回波信号延迟一周期后，其包络是])(cos[)(00'ϕω--=r d T t U t u （2.3）⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎭⎫ ⎝⎛=-=∆00'2sin 2sin 2ϕωωωr d d r d T T U u u u （2.4） 输出包络为一多普勒频率的正弦信号，其频率为2sin 20rd T U ω （2.5） 为多普勒频率的函数。
当πωn T rd =2（n=1,2,3,…）时，输出振幅为零。
这时的目标速度正相当于盲速，盲速是运动目标回波在相位检波器的输出端与固定目标回波相同，因而经对消设备后输出为零。
下面从频率域来说明对消器的工作原理。
对消器的输出为)1(0r T j i eu u ω--=（2.6） 对消器的频率响应特性为)2(0sin 2sin )cos 1(1)(r r fT j r r T j i e T f T j T e u u j H ππωπωωω--=+-=-== （2.7） 图2.2 对消器的频率响应对消器等效于一个梳状滤波器，其频率特性在r nf f =各点处均为零。
固定目标频谱的特点是它的谱线位于r nf 点上，因而在理想情况下，通过对消器后输出为零。
当目标的多普勒频率为重复频率的整数倍时，其频谱结构也有相同的特点，故通过上述梳状滤波器后无输出。
2.2 仿真结果本次仿真用的是三脉冲非递归MTI ，其频响和二脉冲非递归MTI 类似，三脉冲对消相比二脉冲对消能明显改善零多普勒附近的凹口宽度。
在进过三脉冲对消后，固定目标多普勒频率为零，将被滤除图2.3（a ） MTI 输出图2.3（b ） MTI 输出在参数设定时，设定有三个目标，距离分别为4000米、8000米、12000米，其对应的径向速度为0、35m/s 、85m/s 。
所以经过MTI 后，4000出目标回波被滤除，仿真结果与理论分析一致。
3 MTD3.1 原理分析早期的动目标显示雷达性能不高，其改善因子一般在20dB 左右。
随着在系统设计与实现技术的改进、数字技术的提高，主要依靠信号处理的潜在能力，MTI 雷达的性能还将进一步的改善和提高：①增大信号处理的线性动态范围；②增加一组多普勒滤波器，使之更接近于最佳滤波，提高改善因子；③能抑制地杂波（其平均多普勒频移通常为零）且能同时抑制运动杂波（如云雨、鸟群、箔条等）；④增加一个或多个杂波图，可有帮助检测切向飞行大目标等作用；做了上述改进的系统称之为动目标检测（MTD ）系统。
这里介绍的多普勒滤波器组就是一种MTD 滤波器。
根据最佳滤波理论，当杂波功率谱()C f 和信号频谱()S f 已知时，最佳滤波器的频响是：-2*()()()s j ft S f e H f C f π= （3.1） 式中，s t 是使滤波器能够实现而附加的延迟时间，式(3.1)的滤波器可分成两个级联的滤波器1()H f 和2()H f 其传递函数形式为：22122()()()H f H f H f = （3.2）式中，21()H f 为单个脉冲的匹配滤波器，通常在接收机中放实现，22()H f 是对相参脉冲串进行匹配，它利用了回波脉冲串的相参性进行相参积累。
22()H f 是梳齿形滤波器，齿的间隔为脉冲重复频率r f ，如图3.1(b)中0号滤波器；齿的位置取决于回波信号的多普勒频移，而齿的宽度应和回波谱线的宽度一致。
由于实际中d f 不能预知，因此要用一组乡里且部分重叠的滤波器组(如图3.1(b)中0-7号滤波器)，覆盖整个多普勒频率范围，这就是多普勒滤波器组所要完成的功效。
输入N 个脉冲的横向滤波器组有N-1根延迟线，每根延迟时间1r r T f =，经过各脉冲不同的加权并求和后，可以做成N 个相邻的窄带滤波器组，频率覆盖0到r f 。
如果要同时得到N 个滤波器的响应，则在图3.2中横向滤波器的每一抽头应该有N 个分开的输出并相应的加权。
设加在第k 个滤波器的第i 个输出端头的加权值为：[2(1)],1,2,j i k N ik w e i N π--== （3.3） k 表示标号从0到N-1的滤波器,每一个k 值对应一组不同的加权值，相应地对应一个不同的多普勒滤波器响应。
图3.1(b)中所示滤波器响应是N=8时按式(3.3)加权所得各标记k 的滤波器频率响应，k 取0-7。
第2个滤波器，即当k=1时，峰值响应产生在8r f ,以及8r r f f +，2r r f f +… k 取其他值，可以此类推。
可写出横向滤波器按式(6.5.38)加权时的脉冲响应及其频响函数：2(1)1()[(1)]Nj i k N k i h t t i T e πδ--==--∑ (3.4)22(1)[]1()N j ft j i fT k N k i H f e eππ---==∑ (3.5)滤波器振幅特性:2(1)[]1sin[()]()sin[()]N j i fT k N k i N fT k N H f e fT k N πππ--=-==-∑ (3.6) 滤波器峰值产生于sin[()]0fT k N π-=。
0号滤波器的中心位置在零频以及重复频率的整数倍r nf 处，通过没有多普勒频移的杂波，因此对地杂波没有抑制能力。
所以MTD 滤波器常常和MTI 滤波器配合使用。
用横向滤波器实现窄带滤波器可不采用式(3.3)所示的权值，而是根据特定的需要灵活地选用不同的加权矢量，可以根据不同频率处设置特性相异的滤波器。
每个滤波器都有一定的副瓣，幅瓣的大小决定着杂波抑制能力的大小。
为了压低副瓣，一般都需要对数据做加窗处理。