雷达基础（一）：测距

一、测距原理

测量发射信号经雷达到目标并由目标反射回雷达经历的时间，距离为：

对于FMCW雷达，发射的信号频率不是固定频率，而是线性增加，固可通过发射信号频率与接收信号的频率差进行计算。

①单目标测距

为发射信号与接收信号的频率差，设信号调频斜率为S，则经过时间后的中频信号的频率为：

若雷达与目标之间的距离为d，则，结合上式可得，距离与频率即信号斜率之间的关系为：

Tips:为什么不直接用时间和光速计算距离，而是要用中频信号计算？因为光速太快，在测量距离几百米所需时间也是微秒级，而中频信号，会随着调频斜率的改变而改变，达到可识别的目的。

②多目标测距

多目标测距与单目标测距类似，会得到多个中频信号，一般是将中频信号进行傅里叶变换，不同的频谱就是不同的目标距离。

二、距离分辨率

距离分辨率的意思是雷达能够分辨多近的目标，按照之前论述的频谱分辨率理论，其实距离分辨率最终就是映射到频谱分辨率上的。

雷达获得多目标的中频信号后，以双目标为例，两个中频信号频率差为：

其中为两个目标距离差（相对到雷达的距离），根据傅里叶变换性质，观察窗为的信号，能够分辨的频率为 Hz，所以为了能够识别两个目标，必须满足，结合上式，进一步可得到：

其中，为信号带宽B，因此，雷达的距离分辨率取决于发射信号的带宽，即：

三、测距精度

测距精度为距离分辨率的一半，即

tips：距离分辨率和测距精度差异

距离分辨率指的是雷达区分两个相邻目标的最小距离的能力；

测距精度指的是针对一个质点，测量距离的误差大小。

四、最大探测距离

IF信号通常经过数字化处理（LPF + ADC），才在DSP上进行进一步处理，因此，中频信号的大小取决于ADC采样频率（FS）

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