4D 毫米波雷达

目录

概念介绍

1. FMCW 雷达的角度分辨率

2. MIMO（Multiple Input Multiple Output）技术

3. 4D 成像雷达方案一：芯片级联

4. 4D 成像雷达方案二：专用芯片

4. 4D 成像雷达方案三：标准芯片+软件提升

---

概念介绍

4D 指的是距离（Range），水平角度（Azimuth），俯仰角度（Elevation）和速度（Doppler）。一般

来说，4D 毫米波雷达的角度分辨率相对较高，因此也经常被称为 4D 成像雷达。所以说 4D 毫米波雷达的

两个主要特点是：1）可以测量高度的信息；2）角度分辨率较高。为了更好的理解这两点，首先需要了解

FMCW 雷达角度分辨率的依赖因素，以及为了增加角度分辨率所采用的 MIMO 机制。

1. FMCW 雷达的角度分辨率

想要测量目标的方位角，至少需要两个接收天线（RX）。课程中也介绍了在两个接收天线的情况下如何通

过接收信号的相位差（ω）来计算目标的方位角

在有多个接收天线时，每个接收信号与前一个接收信号之间的相位差都是ω。以下图为例，假设有 4 个接

收天线，以第一个接收天线为基准，4 个接收信号的相位差分别为 0，ω，2 ω，3 ω。这个序列信号的变

化频率就是ω，因此我们通过 FFT 来提取这个分量（也就是角度 FFT）。

如果场景中存在多个目标，而且其距离和速度都相同，那么雷达能够区分这些目标的最小角度差称之为角

度分辨率。下面的公式简要推导了角度分辨率的计算。假设场景中有两个目标，方位角分别为 ? 和 ? + ∆? ，

其对应的相位差为 ? 1 和 ? 2 。由于 sin (?) 的导数是 cos (?) ，因此 ? 1 和