MAX11043在FMCW雷达测距系统中的应用.pdf

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1、2014正仪表技术与传感器2014第3期InstrumentTechniqueandSensorNo．3MAXl1043在FMCW雷达测距系统中的应用钟鹏，郝国法(武汉科技大学信息科学与工程学院，湖北武汉430081)摘要：设计并实现了一种FMCW(连续调频波)雷达测距系统。该系统主要由具有片内数字信号处理功能的MAX11043、雷达收发器IVS一167和FPGA组成。使用MAX11043能够提高系统的集成度，简化系统设计的复杂性，减小系统的故障率，从而使FMCW雷达测距系统性能稳定、精度可靠，具有广阔

2、的应用前景。关键词：MAX11043；FMCW雷达；差频信号；数字滤波中图分类号：TN957．5文献标识码：A文章编号：1002—1841(2014)03—0068—03ApplicationofMAX11043inFMCWRadarRangingSystemZHONGPeng，HAOGuo—fa(CollegeofInformationScienceandEngineering，WuhanUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430081，China)Abstra

3、ct：AFMCW(FrequencyModulatedContinuousWave)radarrangingsystemwasdesignedandachieved．ThesystemconsistsofMAX11043whichfeaturesallon—chipdigitalsignalprocessingfunction，radartransceiverIVS一167andFPGA．Theap—plicationofMAX11043cannotonlyimprovetheintegration，b

4、utalsoreducethecomplexityandfailurerateofthesystem．There—fore，theFMCWradarrangingsystemcanbeprovedtohavestableperformanceandreliableprecision，andhavebroadapplicationprospects．Keywords：MAX11043；FMCWradar；differencefrequencysignal；digitalfiltering0引言频。FMCW

5、雷达是一种通过对连续波进行频率调制来获取距所以，在实际的应用中，只要分别确定调制信号在升坡和离与速度信息的雷达体制，跟传统的脉冲体制雷达相比，它既降坡阶段所产生的差频，就可以利用上式计算出运动目标的距有峰值功率低、工作频率范围宽及测量精度高等优点。随着对离。FMCW体制雷达的研究不断深入，FMCW雷达在工业控制、汽1．2系统组成车防撞及液位监测等领域的应用越来越广泛，从而对FMCW雷该系统主要由模拟一数字转换器MAX11043和K一波段带达测距系统的稳定性、精度及集成度提出了更高的要求。VCO(压控振荡

6、器)的雷达收发器IVS一167组成。系统工作文中介绍了一种基于MAX11043的FMCW雷达测距系统。时，由MAX11043输出三角波并通过收发器IVS一167输出射频MAX11043的主要作用是产生三角波信号与差频信号处理，其波段的调制信号，经被测目标反射所产生的回波信号与发射信内部集成了4通道、16位同时采样ADC和8／12位两级DAC，号进行混频，进而得到频率较低的差频信号。将该差频信号经且带有可编程增益放大器和数字滤波器，从而使整个系统在稳过预处理后送入MAX11043，经AD采样所得到的数据通

7、过SPI定性、精度及集成度等方面得到保证。接I21送给FPGA进行FFT(快速傅里叶变换)，最后得到距离信1FMCW雷达测距原理及系统组成息。为了减少信号处理的时间，获得更高的实时性，整个系统1．1FMCW雷达测距原理由FPGA控制。系统原理框图如图1所示。对于FMCW雷达测距，其工作原理是利用某种方式对连续波载频信号进行调制并发射，将目标回波信号与发射信号进行混频、滤波及放大，得到含有目标信息的差频信号，再经过信号处理即可获得目标的距离⋯。在与测距相关的应用中，FMCW雷达一般采用调制方式简单且易于实

8、现的三角波线性调频，当育M鲫探测运动目标的距离时，其测距可参考如下公式I3J：图1系统原理框图=2系统设计2．1MAXl1043简介式中：R为运动目标的距离；c。为光速；T为调制三角波的周期；MAX11043是一种4路差分或单端输入、16位AD同时采为振荡器发射频率的范围，即调频带宽．，d为调制信号在样芯片，每路都包含PGA(可编程增益放大器)和可编程数字滤升坡阶段产生的差频irf_d⋯为调制信号在降坡阶段产生的差波器模块。每个通道的滤波器