圖4. FMCW數(shù)字后處理信號鏈

DemoRAD系統(tǒng)信號鏈包括DSP中的一些基本算法，實施用于DSP FFT、波束成形和CFAR?；灸繕藱z測和目標分類在主機PC上運行。DemoRAD主要用于采集時域和頻域中的雷達信號。DemoRAD不包括高級目標檢測或?qū)ο蠓诸愃惴?。這是應(yīng)用級開發(fā)工作的一個例子，通常由終端系統(tǒng)開發(fā)人員執(zhí)行，他們非常了解雷達傳感器的工作環(huán)境以及所需的對象檢測類型。

圖5所示為Blackfin ADSP-BF70x的部分優(yōu)化2D FFT，具有集成窗口功能，有助于避免飽和，實現(xiàn)更高的SNR，并優(yōu)化內(nèi)存布局，從而實現(xiàn)更高的帶寬和更高效的數(shù)據(jù)處理。DemoRAD提供不同的操作模式。

圖5. 使用二維傅里葉變換的距離和多普勒頻率

FMCW雷達 模式

在FMCW模式下，可以測量到靜止目標的距離。目標的下變頻接收信號的頻率與到該目標的距離成比例。在GUI中，可以進行FFT處理以確定頻率。使用距離-時間顯示選項可以查看移動目標，同時顯示屏存儲多個FMCW掃描。

距離多普勒模式

在距離多普勒模式下，可以分析到目標的距離以及速度。距離多普勒模式是最強大的操作模式之一，因為它能夠通過評估二維傅里葉變換同時處理多個發(fā)射斜坡。距離多普勒處理數(shù)據(jù)顯示在距離多普勒圖中。距離多普勒非常強大，因為它允許分離具有不同速度的目標，即使這些目標的距離都相同亦是如此。這對于不同方向上多個快速移動的目標非常有用——例如，解決汽車朝相反方向移動或超車期間的復(fù)雜交通情況。

數(shù)字波束成形 (DBF) 模式

在DBF模式下，顯示到目標的距離以及與該目標所成的角度。來自四個接收通道的接收信號用于估計目標的角度。顯示屏顯示xy平面中各目標的空間分布。在DBF模式下，系統(tǒng)配置與FMCW模式下的相同，但對IF下變頻信號的處理不同。在計算距離之后，通過評估四個接收通道之間的相位差來計算目標的角度信息。

在DBF模式下，需要進行雷達前端系統(tǒng)校準，以消除接收通道之間不必要的確定性相位差。每個DemoRAD系統(tǒng)都具備工廠校準數(shù)據(jù)，在運行GUI時加載。隨后會先校正采樣的IF信號，再評估傳感器的測量數(shù)據(jù)。

DemoRAD平臺的MIMO操作原理是：使用ADF5901上兩個可用的發(fā)射輸出并放置相應(yīng)的天線。這樣會產(chǎn)生七個接收通道來提高傳感器的角分辨率——例如四個實際接收通道和四個虛擬接收通道，在一個通道上重疊。DemoRAD中使用的波形利用ADF4159 PLL的快速斜坡特性，其中上升線性調(diào)頻脈沖為280μs，下降線性調(diào)頻脈沖為4，總共為284μs。ADAR7251 AFE ADC以1 MSPS運行的情況下，采集256個采樣或在上升沿中進行數(shù)據(jù)采樣。

DemoRAD使用FMCW雷達監(jiān)測最遠至200 米且分辨率約為75 cm的對象范圍和速度。根據(jù)天線陣列設(shè)計，水平 (FOV) 方位角約為120°，俯仰角約為15°。通過組合數(shù)字波束成形 (DBF) 中的天線，DemoRAD使用DBF來計算FOV中的角度信息。