热门搜索:雷达水位计,雷达流量计,雷达流速仪,一体化遥测水位计,管网液位计
技术文章 / article 您的位置:网站首页 > 技术文章 > 24GHz微波雷达传感器工作原理

24GHz微波雷达传感器工作原理

发布时间: 2021-07-01  点击次数: 260次

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。其中,24GHz 是一个 ISM 规定的全球通用的一个雷达工作频段, 在此频段上工作时干扰较小。

雷达有多种分类方式:

按辐射源种类可分为:有源雷达、无源雷达。

按平台可分为;地面雷达、舰载雷达、机载雷达、星载雷达等。

按照波形可分为:脉冲雷达和连续波雷达。

按工作波长波段可分:米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和毫米波雷达等。

按扫描方式可分为:机械扫描雷达和电扫描雷达。等等。

本公司所代理的 24GHz 微波雷达传感器为德国 Innosent 公司生产,采用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。

本公司的雷达传感器多工作于 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)以及辨别运动的方向。

本文档作为技术支持类文档,将详细介绍雷达传感器在各个功能应用上的工作原理。

 

1. 设置调制信号

探测静止物体的距离,即静态物体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佳的一段确定 Vtune 的调节范围。

 

调制频率:调制信号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。

2. 工作流程

雷达传感器接口连接方式及使用方法请参见详细产品使用手册。如图 2 所示,雷达传感器具体工作流程如下:

由 VCO 输出一个频率为 ƒtra 的发射信号,其中一路经发射天线发射出去,一路又分流成两路分别进入 I、Q 所在的通道的混频器中,其中 Q 通道的信号在混频之前还需先经 90° 的移相;接收天线接收到的回波信号,先经低噪声放大处理后,再分别经混频器与实时分流的两路信号进行混频;混频后得到的信号再经中频滤波放大处理,最终得到 I、Q 两路中频信号。

I、Q 两路中频输出信号中均携带有探测目标的距离信息。

算法分析

差频信号中的距离信息,是通过由时间延迟引起的差频信号来反映的。下图 3 是带有锯齿形调制方案的 FMCW 雷达发射和接收信号的时间相关曲线。

 

测距精度

1. 测距精度与探测距离的关系

测距精度主要与信号后端处理有关,后端采样时采用脉冲压缩等技术或者提高 FFT 采样点数都可能提高距离测量时的测距精度。

2. 最小可测距离

由公式(2)和(3)可以看出,固定其余参数时,调频宽度Δƒ 越大,探测距离可能越小。要使得差频处理有意义,就要使调频速度 ƒ 等于差频 ƒD,也就是说,扫描要生成一整个差频周期,此时可定义最小可测距离 Rmin 。

上一篇:雷达后端信号处理技术
下一篇:没有了

联系我们

深圳市华儒科技有限公司 公司地址:深圳市罗湖区清水河一路116号罗湖投资控股大厦2座9楼   技术支持:化工仪器网
  • 电  话:0755-82428254
  • QQ:846318099
  • 公司传真:
  • 邮箱:846318099@qq.com

扫一扫 询报价

微信二维码

联系我们

contact us

扫一扫,询报价

返回顶部