【雷达】TDM-FMCW-MIMO 雷达信号处理链【附MATLAB代码】

作品简介

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注：本文为参考文章~代码为对其部分内容进行复现~

摘要

该项目是 ADAS 汽车 TDM FMCW MIMO 雷达系统基本信号处理链的实现。人们越来越关注虚拟阵列的概念及其在提高角度分辨率中的作用。

系统设置

建模的雷达系统是均匀线性阵列（ULA），具有以下特性：

发射机：
峰值功率：0.001 瓦
增益： 36 dB
接收器前置放大器
增益： 40 dB
噪声系数： 4.5 dB

Radar 系统配置如下：

工作频率（GHz）：77
最大目标范围（m）：200
范围分辨率（m）：1
最大目标速度（km/h）：230
扫描时间（微秒）：7.33
扫描带宽（MHz）：150
最大拍频：（MHz） 27.30

注意：仅对主要组件进行建模，并省略其他组件（如耦合器和混合器）的效果。此外，假设天线是各向同性的。

上扫描线性 FMCW 信号

在相干 MIMO 雷达系统中，发射阵列的每个天线都发射一个正交波形。由于这种正交性，可以在接收阵列处恢复传输的信号。然后，可以将对应于每个正交波形的物理接收阵列上的测量值堆叠起来，形成虚拟阵列的测量值。

下图显示了物理阵列与虚拟阵列的双向模式的等效性：

请注意，由于发射阵列中的每个元件都是独立辐射的，因此没有发射波束形成，因此发射模式很宽，覆盖了较大的视场（FOV）。这允许同时照亮 FOV 中的所有目标。然后，接收阵列可以生成多个波束来处理所有目标回波。与需要连续扫描以覆盖整个视场的传统相控阵雷达相比，这是 MIMO 雷达在需要快速反应时间的应用方面的另一个优势。

时分多路复用（TDM）是在发射信道之间实现正交性的一种方法。