fmcw雷達的訊號頻率隨時間線性變化，掃頻的週期tch
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tchirp
和頻率的頻寬bw決定了雷達的中頻頻率的範圍，在製作fmcw訊號源的時候，需要做的就是確定掃頻的時間tch
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tchirp
和頻寬bw，筆者接了幾個小專案，很多客戶都希望能夠展示掃頻時間是否按照規定完成了，本文就**下如何測量掃頻週期tch
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tchirp
。圖1，圖2分別展示了fmcw訊號形式和雷達結構。
圖1: fmcw 鋸齒掃頻 [1]
圖2: fmcw雷達收發機結構[1]
基本原理和頻譜分析參見博文《fmcw頻譜》
從圖1可以看出，週期tch
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和頻寬bw決定了波形的斜率，tch
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tchirp
越小，斜率越大，同樣的距離回來的的中頻頻率也越高。fmcw的時域訊號很像fm訊號，如圖3所示，所以最簡單的想法就是使用示波器觀察，由於現代雷達的工作頻率越來越高，這樣做需要很高頻率的示波器，根據奈奎斯特定理，取樣率至少兩倍以上，而實際中需要示波器具備被測最高頻的5倍左右的取樣率。
圖3：fm訊號示意圖[2]
因此，如果想測量最高頻率1ghz的訊號，需要取樣率5ghz的示波器，很多實驗室沒有這麼高的頻率的示波器，也就很難觀測fmcw的時域波形。那麼如何測量tch
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tchirp
呢？找一根已知其引數的高頻同軸電纜，然後我們用捲尺測量出電纜的長度l
ll，根據其引數算出電磁波在電纜中的傳輸速度，按照圖4搭建乙個測試平台，將電纜的一端連線到功分器的一端，另一端作為射頻訊號輸入到混頻器中，在頻譜儀上可以讀出中頻的頻率數值，這個頻率fif
f_fi
f和t ch
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tchirp
、頻寬bwbw
bw成比例關係，如圖4中的公式所示。
圖4：搭建測量掃頻時間的測量系統
其中電纜長度l
ll、fif
f_fi
f和b wbw
bw是已知量，由這幾個引數就可以計算出tch
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tchirp
。舉例，筆者設計了一款1.5ghz頻寬，掃頻週期4ms的fmcw訊號源[3]，現在驗證其掃頻時間是否為4ms。
首先找到一根同軸電纜，其長度約為180cm，電磁波在其中傳播的速度約為光速的三分之二，掃頻帶寬為1.5ghz，頻譜儀觀測到的訊號如圖5所示，頻率為3.345khz，按照圖4中的公式計算可得tch
irp=
4.036ms
t_=4.036ms
tchirp
=4.
036m
s，由於這其中還有測量誤差，整體來講與預期的4ms相符。
圖5：頻譜儀檢測中頻訊號頻率 [4]
綜上，測量fmcw訊號的掃頻週期時，在沒有高速示波器的條件下，可以搭建頻域測試系統，通過測量中頻訊號的頻率計算出掃頻週期。水平有限，請多多指教、交流。
引用：[1]: using a complex-baseband architecture in fmcw radar systems, ti, karthik ramasubramanian
[2]:
[3]:
[4]:
C C 測量時間的幾種方式
共有五種計算時間的方式分別如下 需要包含 large integer a,a nfrequency double timeaccuracy 1000 queryperformancefrequency nfrequency queryperformancecounter a sleep period...
如何精確測量程式執行時間
在網上找了很久試了很久，感覺這個是最好的，拿出來分享下。bool queryperformancefrequency large integer lpfrequency 返回硬體支援的高精度計數器的頻率。bool queryperformancecounter large integer lpcou...
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