毫米波雷达系统性能参数分析

本文主要分析描述雷达系统的系统性能的一些参数，包括最大作用距离，距离分辨率，最大探测速度……等参数。通过理解这些参数的组成，能够帮助我们设计雷达系统参数。

1、距离

（1）最大工作距离
雷达的作用距离常通过雷达方程来计算，与发射功率P_t，天线增益G_a，目标RCS，接收机灵敏度(SNR)_det等参数相关，具体计算公式如下：

另一种计算方法与最大中频带宽IF_max相关。

最大中频带宽的大小与采样率相关，在complex 1x模式下，IF_max≤0.9∗fs；在complex 2x和实采样模式下，IF_max≤0.9∗fs/2。因此，也可以用下式来估计最大作用距离：

（2）距离分辨率
距离分辨率表示距离向分辨两个目标的能力。

（3）测距精度
测距精度表示测量单目标的距离测量精度，取决于信噪比。

2、速度

（1）最大探测速度
目标速度是通过提取chirp之间的相位差（多普勒频率）来计算。连续chirp之间的相位差的相位差可表示为：
当相位测量不模糊时，即|Δϕ|<π，得到最大测量速度。

注意：Tc为chirp总周期（包括active chirp time + idle time）。

（2）速度分辨率
速度分辨率表示速度维区分两个同一位置的目标的能力。假设一帧传输 N 个chirp，速度维频率分辨率为2π/N。

注意：T_f=NTc为有效帧周期，不包括inter frame time。

（3）测速精度
测速精度表示测量单目标的速度测量精度，取决于信噪比。

3、角度

（1）探测视角范围 FOV
角度通过RX天线间的接收信号相位差（由波程差引起）来计算，相位差为

当相位差不模糊时，即|ω|<π，得到测角范围。

（2）角度分辨率
角度分辨率表示在角度维分离相同距离、速度目标的能力。雷达的角度分辨率一般较低，AWR1xxx系列雷达1TX4RX的角度分辨率28°左右。在实际情况下，由于距离、速度分辨率较高，目标一般可以在距离和速度维区分开。

假设接收天线个数为N_RX，角度维频率分辨率为2π/N_RX。

（3）测角精度