FMCW 波形

FMCW 波形を使用する利点

周波数変調連続波 (FMCW) 波形を使用するレーダー システムは、通常、パルス レーダー システムよりも小型で、製造コストが低くなります。FMCW 波形はターゲットのレンジを効果的に推定できますが、最も単純な連続波波形はそれができません。

FMCW 波形は、車載向けのレーダー システムや地中レーダー システムで一般的です。

FMCW 波形の作成方法

FMCW 波形を作成するには、phased.FMCWWaveform を使用します。次のような波形の特定の特性をカスタマイズできます。

• サンプル レート。

• FM スイープの周期と帯域幅。これらの量については、シミュレーション中に複数の値を循環させることができます。

  ヒント

  指定した最大レンジ r までのターゲットを検出するには、通常、約 5*range2time(r) または約 6*range2time(r) のスイープ周期を使用できます。レンジ分解能 delta_r を実現するには、少なくとも range2bw(delta_r) の帯域幅を使用します。

• スイープ形状。この形状は、ノコギリ波 (アップまたはダウン) または三角波にすることができます。

  ヒント

  移動ターゲットに対しては、レンジとドップラーの間の不確定性を解消するために三角波スイープを使用できます。

phased.FMCWWaveform は、すべての周波数変調が線形であると仮定します。三角波スイープでは、ダウン スイープの傾きがアップ スイープの傾きと反対です。

二重三角波スイープ

この例では、2 つのスイープの傾きが異なる二重三角波スイープを使って FMCW 波形をサンプリングする方法を示します。次に、この例ではスペクトログラムをプロットします。

SweepTime プロパティと SweepBandwidth プロパティが長さ 2 のベクトルである FMCW 波形オブジェクトを作成します。各周期において、波形は対応するスイープ時間と帯域幅の値のペア間で交互に切り替わります。

st = [1e-3 1.1e-3];
bw = [1e5 9e4];
waveform = phased.FMCWWaveform('SweepTime',st,...
    'SweepBandwidth',bw,'SweepDirection','Triangle',...
    'SweepInterval','Symmetric','SampleRate',2e5,...
    'NumSweeps',4);

4 つのスイープ (2 つの周期) からサンプルを計算します。三角波スイープでは、各周期がアップ スイープとダウン スイープで構成されます。

x = waveform();

スペクトログラムをプロットします。

[S,F,T] = spectrogram(x,32,16,32,waveform.SampleRate);
image(T,fftshift(F),fftshift(mag2db(abs(S))))
xlabel('Time (sec)')
ylabel('Frequency (Hz)')