这是该公众号(雷达原理与系统)的第一篇文章,我想先说说公众号的定位,内容会同步发在知乎平台。该公众号主要发布雷达信号处理相关内容,主要包括但不限于以下内容
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雷达波形,MIMO调制和解调(TDM,BPM,DDM)
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信号处理的流程:匹配滤波,测距测速测角,速度解模糊,多普勒相位补偿,角度校准,CFAR等
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阵列天线设计和测角方法
我想以某一毫米波雷达芯片为载体,介绍TDM-MIMO的信号处理流程:
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第一,包括天线布局和测角相关,天线布局影响着测角的相关指标,比如分辨率和精度,同时也影响测角方法的选择。
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第二,TDM波形介绍,TDM-MIMO是分时发射的,所以解调不需要额外的操作,但是该种波形也面临一些问题。首先多普勒采样间隔变大,雷达可测量的最大不模糊速度范围下降,后期往往需要通过速度解模糊算法来达到指标要求。解速度模糊的方法也有很多,比如TI采用的fast-slow chirp波形,加特兰采用的chirp-delay的方法等,这部分内容应该做成topic,对比和分析各种方法的优缺点和适用范围。其次,分时发射带来的另外一个问题就是多普勒相位补偿。由于运动的速度在chirp时间的位移会带来额外的相位,所以在测量角度之前,需要进行多普勒相位补偿。
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第三,介绍雷达信号处理的经典流程,比如距离测量,速度测量,CFAR检测,角度测量等。
市面上MMIC芯片有很多,TI,NXP,Infineon,国产的有加特兰。我选择用TI的平台为载体,介绍上述的相关内容。第一个原因是因为TI的受众人群相对而言比较多,很多人入门毫米波雷达可能就是从TI的1243,1642开始的,人群多也就意味着遇到问题之后可以找答案的地方就多了。其次就是TI开放的免费资源比较多,对初学者很友好,包括但是不限于
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白皮书White Paper
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应用手册Application Notes
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数据手册DataSheet
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参考设计Reference Design等。
当然除了文档类的资料,配套的软件开发工具也是挺齐全的,比如
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采集ADC数据需要用mmWave Studio
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波形参数设计和评估mmWave Sensing Estimator
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上位机显示mmWave Demo Visualizer
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Radar Toolbox中有很多自带的参考例程
暂定后续的内容安排,更新频率可能不定,欢迎持续关注
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软硬件开发环境搭建
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使用mmWave Studio+DCA1000 采集ADC数据
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TI官方资源介绍和使用,磨刀不误砍柴工
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TDM-MIMO Demo代码走读,各个DPU逐个讲解,Range DPU,Doppler DPU, CFAR DPU和AoA DPU等。重点关注HWA的参数设置,主要包含FFT, CFAR Engine等。