VHDL汽车线性调频防撞雷达信号处理电路设计(4)
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回波信号的幅度，频率，相位信息中包含了前方目标的距离，速度信息。回波信号的频率和信号源输出的频率在一个数量级，都是很高的频率，需要经过混频处理后得到频率低的多的中频信号才便于处理，获取目标的相关信息。
2.1.2 测距测速信号分析
调频无线电汽车防撞系统的调制信号一般为正弦波、三角波和锯齿波信号，也可以采用噪声调制、编码调制等其他信号形式。此设计拟采用三角波调频信号，三角波调频信号时—频特性曲线如图2.2所示。
设发射信号频率为：
回波信号频率为：
混频器输出端差频信号的频率为：
而 及 ，于是 (2.1)可得(2.2)
可见，在调制参数 和 一定的条件下，差频信号 与距离 成正比。
式中， 发射载波频率； 最大调制频偏；
调制周期； 调制频率
图2.2 三角波调频信号的时—频特性
在得到距离信号的同时，对目标信息的提取主要在于对目标速度信息的提取方法：
1）利用提取多普勒信号获得速度信息
静止目标回波信号 运动目标回波信号
图2.3目标回波信号对比
目标回波信号对比如图2.3所示，由于对于运动物体，其回波信号中总伴随着多普勒信号，通过对其进行上、下变频得到的信号，再通过处理进行速度、距离信号处理，即可得到相对准确的速度、距离信息。
正负发射信号的频率分别为
其中， 为载波频率， 为发射频率， 为调频斜率， 为调制频偏， 为调制周期，所以
正扫频差频频率：
负扫频差频频率： ，其中 为多普勒频率。
由以上两式可以解出回波延时 以及多普勒频率 ，从而求出目标的距离R和速度 :
从而得出，即可实现测距和测速的功能
由于一般要对多次信号分别进行上、下变频后取平均值，故而在快速反应上有所欠缺，但由于直接提取了多普勒信号，故而测速的精度大大提高。
2）利用数字信号处理方式得出速度信息
鉴于提取多普勒信号难度较大，在误差允许范围内亦可采用提取一段时间差下的距离信息相减以得到速度信号的方法，基本系统原理图如图2.1所示，即硬件设备仅完成测距任务，而测速任务则由软件通过延时系统对距离信号进行相减得到，距离信号不断输到距离-速度转换装置中，通过设定一定时间进行取样，对前后两次距离信号的数值进行对比之后得到接近/远离，速度均值等速度信号，再与距离信号对比以判定是否采取报警或紧急制动等措施。
2.2信号处理方法
2.2.1数字滤波器模型
模拟滤波器一般利用RLC元器件和运算放大器实现，数字滤波器则是通过对采样数据信号进行数学运算处理来达到频域滤波的目的。数字滤波器正在迅速地代替传统的模拟滤波器，越来越广泛地应用于数字信号处理系统中。数字滤波器可以满足滤波器对幅度和相位特性的严格要求，避免模拟滤波器无法克服的电压漂移、温度漂移和噪声等问题。
根据单位脉冲响应 的不同，LTI数字滤波器又分为IIR数字滤波器和FIR数字滤波器两大类。由有限长脉冲响应所表示的数字滤波器被称为有限脉冲响应(Finite Impulse Response，FIR)滤波器；由无限脉冲响应所表示的数字滤波器则称为无限脉冲响应(Infinite Impulse Response，IIR)滤波器。
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