雷達系統 - FMCW雷達

如果CW多普勒雷達使用調頻，則該雷達稱為FMCW多普勒雷達或簡稱為FMCW雷達。它也稱為連續波調頻雷達或CWFM雷達。它不僅測量目標的速度，還測量目標與雷達的距離。

FMCW雷達框圖

FMCW雷達主要用作雷達高度計，用於測量飛機著陸時的精確高度。下圖顯示了FMCW雷達的框圖：

FMCW雷達包含兩個天線——發射天線和接收天線，如圖所示。發射天線發射訊號，接收天線接收回波訊號。

FMCW雷達的框圖與CW雷達的框圖相似。除了CW雷達框圖中存在的模組外，它還包含一些修改後的模組和一些其他模組。下面提到了FMCW雷達每個模組的功能。

• 調頻調製器 - 它產生具有可變頻率的調頻 (FM) 訊號，$f_o\left (t \right )$，並將其應用於調頻發射器。

• 調頻發射器 - 它藉助發射天線發射調頻訊號。調頻發射器的輸出也連線到混頻器 I。

• 本地振盪器 - 通常，本地振盪器用於產生射頻訊號。但是，這裡它用於產生具有中頻 $f_{IF}$ 的訊號。本地振盪器的輸出連線到混頻器 I 和平衡檢測器。

• 混頻器 I - 混頻器可以產生施加在其上的頻率的和與差。將具有 $f_o\left (t \right )$ 和 $f_{IF}$ 頻率的訊號施加到混頻器 I。因此，混頻器 I 將產生具有 $f_o\left (t \right )+f_{IF}$ 或 $f_o\left (t \right )-f_{IF}$ 頻率的輸出。

• 邊帶濾波器 - 它只允許一個邊帶頻率，即上邊帶頻率或下邊帶頻率。圖中所示的邊帶濾波器只產生下邊帶頻率，即 $f_o\left (t \right )-f_{IF}$。

• 混頻器 II - 混頻器可以產生施加在其上的頻率的和與差。將具有 $f_o\left (t \right )-f_{IF}$ 和 $f_o\left (t-T \right )$ 頻率的訊號施加到混頻器 II。因此，混頻器 II 將產生具有 $f_o\left (t-T \right )+f_o\left (t \right )-f_{IF}$ 或 $f_o\left (t-T \right )-f_o\left (t \right )+f_{IF}$ 頻率的輸出。

• 中頻放大器 - 中頻放大器放大中頻 (IF) 訊號。圖中所示的中頻放大器放大具有 $f_o\left (t-T \right )-f_o\left (t \right )+f_{IF}$ 頻率的訊號。此放大訊號作為輸入施加到平衡檢測器。

• 平衡檢測器 - 它用於從施加的兩個輸入訊號（具有 $f_o\left (t-T \right )-f_o\left (t \right )+f_{IF}$ 和 $f_{IF}$ 頻率）產生具有 $f_o\left (t-T \right )-f_o\left (t \right )$ 頻率的輸出訊號。平衡檢測器的輸出作為輸入施加到低頻放大器。

• 低頻放大器 - 它將平衡檢測器的輸出放大到所需電平。低頻放大器的輸出施加到開關頻率計數器和平均頻率計數器。

• 開關頻率計數器 - 它用於獲取多普勒速度的值。

• 平均頻率計數器 - 它用於獲取距離的值。