雷达距离分辨率的个人理解

以FMCW体制的雷达为例

一、从原始信号处理的角度出发
根据TI公司那位经典印度老哥的视频,距离分辨率可以如此计算:

假设FMCW的Slope为 S S S,那么在一个chirp内接收到的两个相差时间为 δ t \delta t δt的信号所对应的频率可以写为

δ t ⋅ S = δ B \delta t \cdot S = \delta B δtS=δB

这样问题就转化成了频率区分的问题,于是

δ t ⋅ S = δ B ≥ f m i n = 1 / T \delta t \cdot S = \delta B \geq f_{min}=1/T δtS=δBfmin=1/T,其中 T T T为观察时长,即ChirpDuration。

如此:

δ d = c / 2 ⋅ δ t ≥ c / ( 2 B ) \delta d =c/2 \cdot \delta t \geq c/(2B) δd=c/2δtc/(2B)(当然同时还需要考虑本身的快时间采样率上限)。

二、从匹配滤波器输出的角度出发(?)
匹配滤波器输出的峰值信号具有一定程度的展宽,通常用瑞利宽度 β r \beta_r βr衡量。如果需要区分两个不同的峰值信号,需要其峰值间隔 δ t \delta t δt满足如下要求

δ t ≥ β r \delta t \geq \beta_r δtβr,其中 β r = 1 / B \beta_r=1/B βr=1/B

于是带入距离的计算公式可得相同的结果,

δ d = c / 2 ⋅ δ t ≥ c / ( 2 B ) \delta d =c/2 \cdot \delta t \geq c/(2B) δd=c/2δtc/(2B)

三、从相干时间的角度出发
对于一个带宽为 B B B的信道,可以认为其相干时间 T c = 1 / B T_c=1/B Tc=1/B,间隔超过相干时间外的多个信号不相干,即可以区分。于是

δ d = c / 2 ⋅ T c ≥ c / ( 2 B ) \delta d =c/2 \cdot T_c \geq c/(2B) δd=c/2Tcc/(2B)