用于汽车雷达应用的步进频率调频连续波（PMCW）波形

《IEEE Transactions on Radar Systems》：Stepped-Frequency PMCW Waveforms for Automotive Radar Applications

针对数字调制雷达系统（如PMCW）的高带宽需求挑战，提出步进频率PMCW波形，通过单脉冲低带宽和合成带宽扩展实现厘米级分辨率，同时降低ADC要求。仿真验证显示，100MHz瞬时带宽能达到1GHz的性能。

　　

摘要：

数字调制雷达系统（如相位调制连续波（PMCW））在实现高精度距离分辨率时常常面临高带宽的需求，这给成本效益高的汽车应用带来了挑战。为了解决这个问题，我们提出了一种阶梯频率PMCW（SF-PMCW）雷达波形，该波形显著降低了单个脉冲的瞬时带宽，同时其距离分辨率仍超过了由瞬时带宽所决定的理论极限。所提出的波形通过多个脉冲跨越了一个合成带宽，从而实现了与较高瞬时带宽相当的距离估计精度。同时，对模数转换器（ADC）的要求也得到了降低。已通过仿真验证了其性能。结果表明，采用100 MHz瞬时带宽的SF-PMCW波形能够达到与1 GHz瞬时带宽的PMCW波形相当的距离估计精度。

引言

雷达在汽车系统的空间环境感知中起着关键作用。这些传感器是高级驾驶辅助系统（ADAS）的重要组成部分，例如自适应巡航控制（ACC）和自动紧急制动（AEB）。它们的功能包括监测车辆周围环境并识别其中的目标。理想情况下，雷达系统应能够实现厘米级的距离分辨率，从而区分彼此位置接近的目标。雷达信号处理中的距离分辨率，尤其是在快速时间维度上，取决于发射信号的瞬时带宽。通常需要数百兆赫到吉赫的带宽才能实现较低的厘米级分辨率。因此，满足这些需求本质上需要较大的带宽。