基于FMCW的测距原理及matlab仿真

FMCW是什么

FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)，即调频连续。

FMCW实现测距

利用发射信号与接收信号进行混频，得到包含目标距离和速度信息的中频信号，再对中频信号进行处理，从而得到目标距离、速度信息。

系统框图

波形示意

计算公式

则

代入

得

由上，测距实际上是通过发射信号与回波信号的差频计算出距离。差频的值可以通过对差频信号做傅里叶变换得到。

matlab仿真

发射信号与回波信号

t1=0:pi/2000:3*pi;  %三角波
z1=50*sawtooth(t1,0.5)+50;
z2=50*sawtooth(t1+0.05,0.5)+50;

差频，由下图，差频为1.592（下图中右上角显示）

abs(z1-z2)

差频信号，差频对应的正弦波

z3=sin((6.28*abs((z1-z2))).*t1);

对差频信号做傅里叶变换，得到频谱分布，由图，频率为1.592，与上文差频一致

matlab代码

Fs=2000/pi;
%% 三角波
t1=0:pi/2000:3*pi;
z1=50*sawtooth(t1,0.5)+50;
z2=50*sawtooth(t1+0.05,0.5)+50;
plot(t1,z1);
hold on,plot(t1,z2);
%% 差频
figure,plot(t1,abs(z1-z2));
%% 差频信号
z3=sin((6.28*abs((z1-z2))).*t1);
figure,plot(t1,z3);
%% FFT
f1=Fs*(0:6000)/6000;
zmod=abs(fft(z3)/6000);
figure,plot(f1,zmod);

虽然从仿真图上看到的是准确的频率，但实际上由于频率点是离散的，不一定能落在幅值最大的频点上，所以以上操作只能得到一个粗略的频率。

找幅值最大对应的频点

index=sort(zmod,'descend');
index1=find(zmod==index(1));

仿真结果 index1 = 16，对应的 f1 = 1.5912，与实际上的幅值最大对应的频点1.592有一些差别。

要想得到更精确的频率还需要进行进一步处理。下一篇继续

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