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FMCW毫米波雷达系统设计与信号处理

📚 共计 30 章节

雷达初印象

什么是雷达？毫米波雷达的定义、特点与核心优势。

电磁波基础

频率、波长、速度的关系，毫米波在电磁波谱中的位置。

雷达方程入门

发射功率、天线增益、目标距离与接收功率的关系。

FMCW原理（上）

调频连续波的基本概念，线性调频信号（Chirp）的产生。

FMCW原理（中）

混频器与中频信号（IF Signal）的产生原理。

FMCW原理（下）

距离维FFT，从时域信号解算目标距离。

速度测量原理

多普勒效应，多帧Chirp间的相位差测速。

多普勒相位

角度测量原理

MIMO天线阵列，到达角（AoA）估计。

距离分辨率与最大距离

影响分辨率的因素，如何设计Chirp参数。

分辨率参数

速度分辨率与最大速度

PRF与速度模糊，如何权衡设计。

角度分辨率

天线孔径与波束宽度，虚拟阵列技术。

波束虚拟阵列

雷达硬件架构（上）

发射链路（TX）：PLL、VCO、PA。

雷达硬件架构（下）

接收链路（RX）：LNA、Mixer、LPF、ADC。

微带贴片天线，天线方向图与增益。

天线方向图

MIMO雷达技术

时分复用（TDM-MIMO）与虚拟孔径合成。

点云与目标检测

CFAR恒虚警率检测算法原理。

聚类与跟踪

DBSCAN聚类，卡尔曼滤波跟踪入门。

TI毫米波雷达芯片介绍

IWR6843/AWR1843等典型芯片架构。

开发环境搭建

mmWave SDK、Uniflash、CCS的安装与配置。

第一个雷达程序

使用TI Toolbox实现人员检测与数据读取。

实战人员检测

数据采集与解析

串口/以太网读取原始ADC数据，解析数据包格式。

距离-多普勒图（RD-Map）

2D-FFT的实现与可视化。

点云生成实战

从RD-Map到目标点云的完整Pipeline。

雷达参数调优

根据场景（室内/室外）调整Chirp配置。

干扰与噪声

雷达间互干扰、热噪声、相位噪声的影响。

波形设计进阶

锯齿波、三角波、阶梯波的应用场景。

高分辨率点云与图像级感知的未来。

车载雷达应用

自适应巡航（ACC）、盲区检测（BSD）原理。

工业雷达应用

液位计、料位计、人员存在检测。

课程总结与展望

毫米波雷达的技术趋势与学习路径。