1 概述

雷達信號處理和數(shù)據(jù)處理技術(shù)是雷達的神經(jīng)中樞。通過對雷達回波信號的分析處理可以精確得到目標的運動速度，運動方向，目標與雷達之間的距離以及目標方位等信息。

如今，雷達的應(yīng)用需求和技術(shù)發(fā)展促進了雷達信號處理和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的飛速發(fā)展。無論在信號形式、處理算法，還是在信號處理和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)計方法、硬件的結(jié)構(gòu)和實時處理軟件編程等方面都有了長足的進步。

本篇文檔作為雷達產(chǎn)品的技術(shù)支持文檔，描述了雷達信號在后端的分析處理手段，將從濾波放大電路、數(shù)字信號處理技術(shù)，以及如何提高探測精度等方面為客戶提供信號處理的一些參考建議。

2濾波放大電路

雷達傳感器工作時輸出的中頻信號需經(jīng)一系列濾波、放大和 DSP 處理后，才更易于從中分析得到我們所需的目標信息。尤其是當雷達工作于 FMCW 模式時，輸出信號要先經(jīng)濾波處理濾掉調(diào)制信號后才能進行放大處理，否則會使得調(diào)制信號被過分放大導(dǎo)致信號飽和失真。

在雷達工作于 FMCW 模式用于測距功能時，外接濾波放大電路的目的主要是為了去掉調(diào)制信號和進一步放大輸出信號；而當雷達工作于 CW 模式用于測速功能時，外接濾波放大電路的目的主要是為了濾除干擾和噪聲，同時也進一步放大輸出信號。

3濾波器選擇原則

本公司雷達傳感器一般有以下兩種類型：

傳感器也帶有 CW 工作模式。其工作于 FMCW 模式做測距應(yīng)用時，首先需要濾除輸出信號中低頻調(diào)制信號，適于進行高通濾波放大處理；其工作于 CW 模式做測速應(yīng)用時，適于進行帶通濾波放大處理。

以上兩類雷達傳感器在后端設(shè)計濾波放大電路時，都需要注意增益、輸入阻抗等電氣參數(shù)的匹配。濾波放大電路的選擇須遵循以下幾條原則：

1. 濾波器頻率選擇。選用高通濾波器時，如調(diào)制頻率為 100Hz, 則建議采用截止頻率為 1KHz 的高通濾波器，即選用的濾波器頻率為調(diào)制頻率的 10 倍。

• 增益設(shè)計。理論上，傳感器本身和濾波放大電路的整體增益不應(yīng)高于 60dB。對于輸出端未設(shè)置 IF 放大部分的傳感器，即可以在此增益限制內(nèi)選用帶有一定增益的濾波器對輸出信號進行放大；對于輸出端已設(shè)置有 IF 放大部分的傳感器，更應(yīng)參考此增益限制謹慎設(shè)置濾波器的增益。

3. 放大電路設(shè)計。當濾波器需要設(shè)置較大增益時，一般采用多級放大電路，每一級放大倍數(shù)最好不超過 30dB。

4. 阻抗匹配。加入負載阻抗的值應(yīng)在 470Ω-1KΩ之間。

5. 運放選擇。選用優(yōu)質(zhì)低噪聲運放，如 MC33079 等。

6. 排線長度選擇。雷達傳感器與后端濾波放大電路之間由排線連接，為避免過大的干擾和噪聲，排線長度應(yīng)控制在 25cm 以下。

4雷達探測精度

雷達傳感器的測量精度在很大程度上是由后期的信號處理技術(shù)（DSP）決定的。以測距  應(yīng)用為例，調(diào)頻連續(xù)波雷達的距離分辨率將取決于頻率測量分辨率，一般頻率測量是通過對差頻信號進行 FFT 處理實現(xiàn)的。

利用 FFT 技術(shù)對信號進行頻譜分析時，分析精度主要受制于混疊效應(yīng)、量化誤差、泄漏效應(yīng)與柵欄效應(yīng)?；殳B效應(yīng)和量化誤差是模擬信號數(shù)字化過程引起的，泄漏效應(yīng)和柵欄效應(yīng)是離散傅立葉變換所固有的。

由于 FFT 的“柵欄效應(yīng)”，使得直接采用 FFT 所獲得的距離譜具有固定的采樣間隔△R， 從而產(chǎn)生△R/2 的測距誤差。這使得測距雷達在近距離下測量的相對誤差較大。分析表明， 增加 FFT 譜線數(shù)量、提高頻譜分辨率可削弱泄漏效應(yīng)和柵欄效應(yīng)的影響，但由于增加了采樣長度，將增加時間開銷。因此，如何克服 FFT 的“柵欄效應(yīng)”，提高頻譜分辨率，進而提高

FMCW 雷達的測距精度，成為 FMCW 測量雷達的重要研究課題。