1 概述

雷達信號處理和數據處理技術是雷達的神經中樞。通過對雷達回波信號的分析處理可以精確得到目標的運動速度，運動方向，目標與雷達之間的距離以及目標方位等信息。

如今，雷達的應用需求和技術發展促進了雷達信號處理和數據處理技術的飛速發展。無論在信號形式、處理算法，還是在信號處理和數據處理系統的設計方法、硬件的結構和實時處理軟件編程等方面都有了長足的進步。

本篇文檔作為雷達產品的技術支持文檔，描述了雷達信號在后端的分析處理手段，將從濾波放大電路、數字信號處理技術，以及如何提高探測精度等方面為客戶提供信號處理的一些參考建議。

2濾波放大電路

雷達傳感器工作時輸出的中頻信號需經一系列濾波、放大和 DSP 處理后，才更易于從中分析得到我們所需的目標信息。尤其是當雷達工作于 FMCW 模式時，輸出信號要先經濾波處理濾掉調制信號后才能進行放大處理，否則會使得調制信號被過分放大導致信號飽和失真。

在雷達工作于 FMCW 模式用于測距功能時，外接濾波放大電路的目的主要是為了去掉調制信號和進一步放大輸出信號；而當雷達工作于 CW 模式用于測速功能時，外接濾波放大電路的目的主要是為了濾除干擾和噪聲，同時也進一步放大輸出信號。

3濾波器選擇原則

本公司雷達傳感器一般有以下兩種類型：

傳感器也帶有 CW 工作模式。其工作于 FMCW 模式做測距應用時，首先需要濾除輸出信號中低頻調制信號，適于進行高通濾波放大處理；其工作于 CW 模式做測速應用時，適于進行帶通濾波放大處理。

以上兩類雷達傳感器在后端設計濾波放大電路時，都需要注意增益、輸入阻抗等電氣參數的匹配。濾波放大電路的選擇須遵循以下幾條原則：

1. 濾波器頻率選擇。選用高通濾波器時，如調制頻率為 100Hz, 則建議采用截止頻率為 1KHz 的高通濾波器，即選用的濾波器頻率為調制頻率的 10 倍。

• 增益設計。理論上，傳感器本身和濾波放大電路的整體增益不應高于 60dB。對于輸出端未設置 IF 放大部分的傳感器，即可以在此增益限制內選用帶有一定增益的濾波器對輸出信號進行放大；對于輸出端已設置有 IF 放大部分的傳感器，更應參考此增益限制謹慎設置濾波器的增益。

3. 放大電路設計。當濾波器需要設置較大增益時，一般采用多級放大電路，每一級放大倍數最好不超過 30dB。

4. 阻抗匹配。加入負載阻抗的值應在 470Ω-1KΩ之間。

5. 運放選擇。選用優質低噪聲運放，如 MC33079 等。

6. 排線長度選擇。雷達傳感器與后端濾波放大電路之間由排線連接，為避免過大的干擾和噪聲，排線長度應控制在 25cm 以下。

4雷達探測精度

雷達傳感器的測量精度在很大程度上是由后期的信號處理技術（DSP）決定的。以測距  應用為例，調頻連續波雷達的距離分辨率將取決于頻率測量分辨率，一般頻率測量是通過對差頻信號進行 FFT 處理實現的。

利用 FFT 技術對信號進行頻譜分析時，分析精度主要受制于混疊效應、量化誤差、泄漏效應與柵欄效應。混疊效應和量化誤差是模擬信號數字化過程引起的，泄漏效應和柵欄效應是離散傅立葉變換所固有的。

由于 FFT 的“柵欄效應”，使得直接采用 FFT 所獲得的距離譜具有固定的采樣間隔△R， 從而產生△R/2 的測距誤差。這使得測距雷達在近距離下測量的相對誤差較大。分析表明， 增加 FFT 譜線數量、提高頻譜分辨率可削弱泄漏效應和柵欄效應的影響，但由于增加了采樣長度，將增加時間開銷。因此，如何克服 FFT 的“柵欄效應”，提高頻譜分辨率，進而提高

FMCW 雷達的測距精度，成為 FMCW 測量雷達的重要研究課題。