TI单芯片毫米波雷达xWR1642雷达系统研究(一)

1. 雷达系统参数

根据官网给的手册,1642开发板的雷达系统参数如下:

  • 发射频率:77GHz;
  • TX 功率:12.5dBm;
  • 天线增益:收发均为8dB;
  • 最大发射带宽:4GHz;
  • 最大调频斜率:100MHz/us;
  • RX 增益:24~48dB(可以2dB为步进调整);
  • RX 噪声系数:
    • 14dB(76 至77GHz)
    • 15dB(77 至81GHz);
  • 1MHz 时的相位噪声:
    • 95dBc/Hz(76 至77GHz)
    • 93dBc/Hz(77 至81GHz);
  • 中频带宽:175KHz~5MHz;
  • ADC最大采样率:12.5Msps(实数)/6.25Msps(复数);
  • ADC通道数:4;
  • ADC分辨率:12bit;

      

2. 雷达微波源

微波源要把晶振的40MHz时钟倍频到77~81GHz,供发射机和接收机使用。

TI单芯片毫米波雷达xWR1642雷达系统研究(一)_第1张图片

 

3. 雷达发射机

xWR1642的发射分系统由两条平行的发射链组成。每一个都有独立的二进制相位和振幅控制。该芯片支持二进制相位调制。芯片引脚可以输出的最大发射功率为12dBm/每通道。

TI单芯片毫米波雷达xWR1642雷达系统研究(一)_第2张图片

 

4. 雷达接收机

xWR1642的接收机由四个并行信道组成。每个接收通道由一个LNA、混频器、中频滤波、ADC和抽取组成。所有四个接收通道都可以同时运行,还可以使用单独的电源关闭某个通道。值得一提的是,它使用了正交混频器,可以直接IQ正交输出。

TI单芯片毫米波雷达xWR1642雷达系统研究(一)_第3张图片

下图是噪声系数和增益范围。

TI单芯片毫米波雷达xWR1642雷达系统研究(一)_第4张图片

 

5. FMCW雷达原理

TI单芯片毫米波雷达xWR1642雷达系统研究(一)_第5张图片

FMCW的测距原理,就是通过FFT计算ADC采样到的中频信号的频率,然后再根据斜率换算到延迟时间,最后光速乘以时间除以2就是目标的距离。但是实际工程中,在配置参数的时候并没有那么简单,看下图:

TI单芯片毫米波雷达xWR1642雷达系统研究(一)_第6张图片

图中黑色字体部分都是要配置的,ADC实际采样的时间并不是从回波收到就开始一直持续到发射波结束,而是掐头去尾的中间一段。

想继续学习FMCW原理的朋友可以从TI官网下载zhcy075文档进行学习,本文中的图片也均来自TI官网的文档。我觉得zhcy075把FMCW雷达的原理讲的挺好了,我就不多言了。

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