? ? ? ? 現(xiàn)代汽車的AEB系統(tǒng)是提供緊急情況下最后的物理干預(yù)，以防止或減輕潛在的碰撞。目前汽車廠家在AEB系統(tǒng)中普遍搭載調(diào)頻連續(xù)式毫米波雷達(dá)（Frequency Modulated Continuous Wave）,?簡稱FMCW雷達(dá)，如圖1所示。

? ? ? 本篇文章內(nèi)容主要講解：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）FMCW雷達(dá)測距的基本原理。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （2）FMCW雷達(dá)測速的基本原理。

（1）FMCW雷達(dá)測距的基本原理

? ? ? ??FMCW雷達(dá)測距的基本原理是利用發(fā)射波與接收波之間的時間差計(jì)算得到相對距離，如圖2所示。雷達(dá)發(fā)射一定頻率連續(xù)的三角毫米波，雷達(dá)波束遇到障礙物后發(fā)生反射。雷達(dá)接收天線就會收到一個時間滯后的回彈波，而這個滯后的時間稱為。

根據(jù)路程公式：? ?，可知相對距離與滯后時間之間存在以下關(guān)系：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ????? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ???? ? （1.1）

?其中為光速。

? ? ? 由于FMCW雷達(dá)發(fā)射信號與接收信號波形是相同的，但存在一個時間差。由于頻率隨時間變化，因此會產(chǎn)生一個頻率差，稱該頻率差為中頻信號率。該差頻信號是我們計(jì)算相對距離所需要利用的，如圖3所示。

? ? ? 根據(jù)三角關(guān)系，可得：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ?(1.2) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??

其中，為調(diào)制三角波周期，為調(diào)頻帶寬。

將（1.1）與（1.2）兩式聯(lián)立，得出雷達(dá)到前方障礙物之間的相對距離 為：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ?(1.3)

其中，，為毫米波雷達(dá)發(fā)射信號數(shù)值，固為已知值；中頻信號率由毫米波雷達(dá)的反射信號與發(fā)射信號對比，可知其數(shù)值。

（1）FMCW雷達(dá)測速的基本原理

? ? ? ? FMCW雷達(dá)發(fā)射信號被一個有相對運(yùn)動的物體反射回來，該反射信號會在多普勒效應(yīng)作用下產(chǎn)生一個頻移?。多普勒效應(yīng)指出，波在波源移向觀察者時接收頻率變高，而在波源遠(yuǎn)離觀察者時接收頻率變低，如圖4所示。

?在毫米雷達(dá)接收的三角波上升沿和下降沿輸出中出現(xiàn)明顯差異，如圖5所示。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (1.4)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???(1.5)

根據(jù)和即可算出相對速度：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(1.6)

其中，為發(fā)射波的波長。當(dāng)兩者靠近時，為正；兩者遠(yuǎn)離時，為負(fù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張慧. 自主緊急制動系統(tǒng)測試評價方法研究[D].河北工業(yè)大學(xué),2017.