雷达是利用电磁波探测目标的电子设备，通过发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。雷达的种类很多，今天我们就了解一下调频连续波（FMCW）雷达。

一、 雷达的分类

雷达按照信号的种类，按照雷达信号的形式分类，主要有：脉冲雷达、连续波雷达、脉冲压缩雷达等。

脉冲雷达

发射的波形为矩形的脉冲，按一定的或交错的重复周期工作，是目前应用最广泛的雷达信号形式。其信号发射采用间歇式发射脉冲周期信号，并且在发射的间隙接收反射的回波信号，即收发间隔进行。脉冲雷达存在问题是在近距离段存在探测盲区。

连续波雷达

包括有连续波CW雷达、SF-CW步进频率连续波和FM-CW调频连续波

连续波CW雷达发射连续的正弦波，主要用来测量目标的速度，其采用多普勒频移来检测移动目标或测量目标的相对速度。

SF-CW步进频率连续波是以不同的步进频率，在一段时间内连续发射一组（n个）电磁波。

FM-CW调频连续波雷达使用波形的频率调制实现距离测量，它通过将微波信号转换成线性步进调制频率连续信号来工作的。

脉冲压缩雷达

脉冲压缩雷达使用脉冲调制（通常为频率或相位调制）的长脉冲获得长脉冲的能量及短脉冲的分辨率。

二、FMCW 雷达

调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW）雷达是指连续波(CW)多普勒雷达可以通过调频来增强。调频技术支持检测距离和目标速度，以及区分多个目标的能力。简单的连续波雷达只能分辨目标的速度，缺乏距离定时检测。速度测量功能的工作原理类似于简单的CW雷达，在CW雷达中，发射的信号通过混频器与接收信号进行连续比较。由此产生的频差与多普勒效应导致的目标的速度直接相关。

信号的飞行时间可以由发射信号和接收信号的相位差或频差来确定。因此，可以借助简单的频率比较来确定目标范围。

1）优势

FMCW本质上使到目标的最小距离非常小，相同于载波频率的波长。FMCW雷达还可以用相对简单的电路同时探测目标距离和速度。这些测量也可以用精密元件进行，并得出非常精确的量程测量结果。FMCW雷达的低频输出实现了简单的检测电路，并且与脉冲雷达相比可以在相对较低的功率下工作。

像脉冲雷达一样，FMCW雷达仍然受到发射功率、天线效率和接收机灵敏度的限制。FMCW信号带宽还限制了雷达的最大距离，导致在距离分辨率方面作出让步。另一方面，距离分辨率受发射信号带宽的限制。带宽更大的FMCW信号允许提高距离分辨率。

2）调制方式

FMCW雷达可以采用多种调频调制方式，常见的调制方式有锯齿形、三角型、方波型、阶梯型和正弦型。每种调制模式都有其自身的优势。

锯齿调制提供了相对较高的最大距离并最小化了多普勒频率的影响

三角型调制允许借助相对简单的电路和处理来确定飞行时间的频移和多普勒频率之间的差异

方波调制作为频移键控(FSK)的一种基本形式，可以提供非常精确的近距离距离测量，但不能用于区分多个目标

阶梯调制增强了干涉测量的最大范围

调频连续波（FMCW)如要由收发器和带微处理器的控制单元组成，收发器如果使用单个天线进行同时发射和接收，FMCW雷达需要铁氧体环形器来分离发射和接收信号，对隔离度要求较高。当然，若使用收发分离的贴片天线，成本会相对低一点。

高频信号由压控振荡器(VCO)产生，通过功率分配器将一部分经过额外放大后馈送至发射天线，另一部分耦合至混频器，与接收的回波混频、低通滤波，得到基带差频信号，经过模数转换后送至微处理器处理。

3）应用

连续波调频(FMCW)雷达系统体积小、重量轻，易于实现各类无人机载等平台的安装，因而在军用和民用上，如精密制导、区域监视、防灾减灾、地质勘测等领域得到了广泛应用。同时也已广泛应用于汽车领域，无论外界环境条件如何，雷达都能够可靠、准确地探测和定位障碍物。