Estimación Doppler de alcance del radar FMCW utilizando MATLAB
El proceso general es como se muestra en la siguiente figura, primero generamos la señal de frecuencia diferencial recibida, luego usamos 2D FFT para realizar el procesamiento Doppler de rango o Doppler de rango y finalmente le damos el RDM procesado por FFT 2D (. Mapa Doppler de rango).
El primer ciclo de la señal de frecuencia diferencial recibida se expresa en forma exponencial compleja
Donde B es el ancho de banda de barrido, f0 es la frecuencia inicial y N representa el muestreo dentro de un ciclo. número, R y R son las frecuencias iniciales, R y N representan el número de muestras en un ciclo. fuerte> R y v son la información de distancia y velocidad del objetivo.
La fórmula anterior proporciona el método de representación de la señal de frecuencia diferencial recibida por el radar FMCW en la dimensión de tiempo rápido. Sobre esta base, la señal de frecuencia diferencial recibida se puede introducir aún más en la dimensión de tiempo rápido y en la dimensión de tiempo rápido. dimensión de tiempo lento. Método de representación en dimensión de tiempo de velocidad
A través de las dos ecuaciones anteriores, se puede obtener la señal de frecuencia diferencial recibida con la distancia objetivo y la información de velocidad.
En este punto, hemos obtenido la señal recibida que contiene información del estado del objetivo.
Antes de realizar la FFT en la dimensión de distancia, se agregó una ventana para reducir la fuga. Luego, también se agregó una ventana antes de realizar la FFT en la dimensión Doppler. Conociendo esto, se utilizó la señal recibida construida anteriormente. en la dimensión de distancia. FFT, puede obtener la información de distancia del objetivo. Veremos que hay algunos picos en el resultado FFT de la dimensión de distancia. La ubicación de estos picos es, por supuesto, la ubicación del objetivo. Las posiciones de estos picos son las posiciones del objetivo. Por supuesto, existe una relación de conversión entre la posición del pico del objetivo y la posición real del objetivo.
Utilizando la resolución de rango, podemos relacionar la posición máxima en el rango FFT con la posición real del objetivo y convertir la posición máxima en el valor de distancia real del objetivo.
De manera similar, podemos realizar FFT en la dimensión Doppler para obtener la información de velocidad del objetivo. Al igual que los resultados de FFT en la dimensión de distancia, también hay una conversión entre la posición máxima de la dimensión Doppler y la velocidad real. de la relación objetivo.
En este programa, establecemos la distancia y la velocidad de los dos objetivos
Finalmente, el gráfico RDM se obtiene mediante una simple operación
Como puedes ver, El procesamiento Doppler de rango de la señal recibida generada producirá dos picos. Usando la resolución de rango y la resolución de velocidad, podemos obtener la información real de rango y velocidad de los dos objetivos.
Imagen: Snapshot_Factory de Pixabay.