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AWR1642 ES1.0 初探1.功能框图2.参数

目录

1.功能框图

2.参数

2.1中频带宽和ADC最大采样率

2.2发射频率和TX功率

2.3最大发射带宽和调频斜率

2.4雷达的时间尺度

1.功能框图

AWR1642 ES1.0 初探1.功能框图2.参数

功能框图主要由下面几部分构成:

RF/Analog Subsystem:合成器、功率放大器(PAs)、低噪声放大器(LNAs)、混频器、中频(IF)链路和模数转换器(ADC)。除此以外该子系统还包括晶体振荡器、温度传感器、电压监视器和一个通用低采样率的ADC。

DSP System(user programmable):跑专业雷达信号处理算法,从原始ADC数据的处理直到目标检测完毕输出结果。

Master System(user programmable):该处理器控制整个芯片的总体操作,把控通信接口,并可实现更高层次的算法,如对象分类和跟踪。

RF Control(built-in self-test BIST)(TI Programmable):对中频接收信号进行预处理和对发射信号进行调制的功能。

这里顺便给出TI文档中常用的缩略词,后续在阅读文档时能够做到心中有数。

AWR1642 ES1.0 初探1.功能框图2.参数

2.参数

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2.1中频带宽和ADC最大采样率

AWR1642 ES1.0 初探1.功能框图2.参数

之前面试的过程中面试官有问我ADC的最大采样率是多少???1642是12.5MSPS,1243是37.5MSPS,1843是25MSPS。上面都是实采样的结果,1642采用的是complex baseband,是复采样。

最大中频带宽是多少??对于1642来说,最大中频带宽为5MHz,实采样的情况下,ADC最大采样率为12.5MSPS,满足采样定理。对于1243来说,最大中频带宽为15MHz,实采样的情况下,ADC最大采样率为37.5MSPS,满足采样定理。

还问了complex 1x和complex 2x有什么区别???下图来自于文档Programming Chirp Parameters in TI Radar Devices。

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为什么乘以0.9???我猜可能是为了冗余。一般采样率取3~5倍的最高频率,而不是刚好两倍。

关于基带采样定理和带通采样定理,实采样和复采样还要好好看看理论部分。

2.2发射频率和TX功率

在测量天线发射通道的发射功率是否满足要求时,将发射通道通过射频电缆接到频谱分析仪上,能够观察到在中心频点处的发射功率为多少。通过调节控制VCO的电压,可以看到附近频点的发射功率。

2.3最大发射带宽和调频斜率

在雷达测量的过程中,往往涉及到很多折中。在FMCW雷达中,雷达的最大作用距离一方面和接收到目标的信噪比有关(参考雷达距离方程RRE),另一方面还和中频带宽(IF bandwidth)有关。

AWR1642 ES1.0 初探1.功能框图2.参数
AWR1642 ES1.0 初探1.功能框图2.参数

如上图所示,在一定的Rmax要求下,IFmax又收到ADC采样率的限制的情况下,只能让S小一点。上面的参数给说明了最大的调频斜率为100MHz/us。减小S有两种办法,一是减小调频带宽,二是增大调制周期。

AWR1642 ES1.0 初探1.功能框图2.参数

如上式,第一种情况带来的影响是Rres的值变大,距离分辨率变差(注意这里的表述,和灵敏度的表述很像,值越小,说明越好)。

AWR1642 ES1.0 初探1.功能框图2.参数

上图是最大无模糊速度的计算公式,增大调制周期,会使得最大无模糊测速范围减小,这时候可能就需要速度扩展方法来解决这个问题。可参考TI文档基于AWR1642 汽车雷达的速度扩展算法研究。

  • 这里顺便说一下最大测速的公式是怎么得来的。就是在慢时间维满足采样定理即可推导出这个公式。
  • 还有就是为什么测量速度需要DopplerFFT?可参考《雷达信号处理基础》一书的第72页。我觉得根本的原因是因为多普勒频率远远小于载频。使用FFT测量频率时有误差,想要准确的测量出频率需要的时间远远大于一个chirp的时间,所以需要多个chirp

2.4雷达的时间尺度

雷达信号处理运算的时间可以短到1ns,长到几十秒甚至更长。不同类型或者不同层次的运算需要的时间尺度大不一样。如下图所示

AWR1642 ES1.0 初探1.功能框图2.参数

在各个时间尺度上的信号处理方法总结如下:

时间尺度 信号处理
快时间(fast time)PRI 数字IQ信号形成,波束形成,脉冲压缩或匹配滤波,STC
慢时间(slow time)CPI 相干和非相干积累,各种类型的多普勒处理、合成孔径成像和空时自适应处理
驻留时间(dwell time)多个CPI 多重CPI检测、解模糊技术、多视SAR成像和跟踪滤波
天线扫描时间 天线的主瓣宽度除以天线的转速

最后附上一张图。

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TI官网的资源很丰富,有datasheet, user guide, application note, white paper,release note,setup guide,没事多逛逛。这篇文章的分享到这里就结束啦,欢迎来信交流~~~

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