Frequenzmoduliertes Dauerstrichradar (FMCW) basiert auf dem Prinzip der Übertragung kontinuierlicher Hochfrequenzsignale, deren Frequenz sich im Laufe der Zeit linear ändert. Im Gegensatz zu herkömmlichen gepulsten Radarsystemen, die kurze Impulse aussenden und dann auf Echos achten, sendet FMCW-Radar kontinuierlich ein Signal mit einer Frequenz, die über einen definierten Zeitraum linear ansteigt oder abfällt (CHIRP). Wenn dieses Signal auf ein Ziel trifft, wird ein Teil des Signals im Radarempfänger reflektiert.
Der Empfänger mischt die gesendeten und reflektierten Signale, um ein Zwischenfrequenzsignal (ZF) zu erzeugen, das proportional zur Frequenzdifferenz zwischen den gesendeten und empfangenen Signalen ist. Durch die Messung dieses Signals bestimmt das FMCW-Radar die Entfernung zum Ziel auf der Grundlage der Verzögerung zwischen Senden und Empfangen sowie der Doppler-Verschiebung, die durch relative Bewegungen zwischen Radar und Ziel verursacht wird.
Dieses Prinzip ermöglicht es dem FMCW-Radar, gleichzeitig Entfernungs- und Geschwindigkeitsmessungen mit hoher Genauigkeit und Auflösung durchzuführen.
FMCW-Radar, kurz für Frequency Modulated Continuous Wave Radar, arbeitet nach dem Prinzip der kontinuierlichen Übertragung eines Signals mit einer Frequenz, die sich linear über die Zeit ändert, bekannt als CHIRP. Mit dieser Technik kann das FMCW-Radar sowohl die Entfernung als auch die Geschwindigkeit von Zielen in Echtzeit messen.
Der Radarsender sendet eine kontinuierliche Wellenform aus, die einen Frequenzbereich innerhalb einer bestimmten Bandbreite durchläuft. Wenn dieses Signal auf ein Ziel trifft, wird ein Teil davon im Radarempfänger reflektiert. Durch den Vergleich der gesendeten und empfangenen Signale kann das FMCW-Radar die Entfernung zum Ziel anhand der Frequenzdifferenz (Doppler-Verschiebung) zwischen den gesendeten und empfangenen Signalen bestimmen. Dieser Frequenzunterschied entspricht der Geschwindigkeit des Ziels relativ zum Radar.
FMCW-Radar wird häufig in Anwendungen wie Automobilradar für adaptive Geschwindigkeitsregelung und Kollisionsvermeidungssysteme sowie in industriellen und militärischen Anwendungen für präzise Abstands- und Geschwindigkeitsmessungen eingesetzt.
Die Funktion des frequenzmodulierten Dauerstrichradars (FMCW) besteht darin, die Entfernung und Geschwindigkeit von Zielen mit hoher Genauigkeit und Auflösung zu messen. FMCW-Radar erreicht dies, indem es kontinuierlich ein Signal sendet, dessen Frequenz sich im Laufe der Zeit ändert, ein sogenanntes Chirp.
Trifft das Chirping-Signal auf ein Ziel, wird ein Teil davon im Radarempfänger reflektiert. Durch die Analyse der Frequenzdifferenz zwischen gesendeten und empfangenen Signalen (Doppler-Verschiebung) berechnet das FMCW-Radar die Entfernung zum Ziel. Darüber hinaus misst das FMCW-Radar die zeitliche Änderung der Frequenz, um die Geschwindigkeit des Ziels relativ zum Radar zu bestimmen. Durch diese duale Reichweiten- und Geschwindigkeitsmessfunktion eignet sich FMCW-Radar für Anwendungen, die eine präzise Verfolgung sich bewegender Objekte erfordern, wie z. B.
Automobilradar für die adaptive Geschwindigkeitsregelung, Verkehrsüberwachung und Überwachungssysteme in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungsbereich.
Dauerstrichradar (CW) arbeitet nach dem Prinzip des unterbrechungsfreien Sendens und Empfangens von Hochfrequenzsignalen. Im Gegensatz zu gepulsten Radarsystemen, die kurze Signalstöße mit hoher Leistung und anschließenden Abhörperioden aussenden, sendet CW-Radar eine kontinuierliche Welle von Hochfrequenzsignalen.
Der Radarempfänger sucht kontinuierlich nach Echos oder Reflexionen des gesendeten Signals von Objekten in seinem Sichtfeld. Durch die Messung der Frequenz und Amplitude der empfangenen Signale bestimmt das CW-Radar die Anwesenheit, den Standort und die Eigenschaften von Zielen innerhalb seines Erfassungsbereichs.
Dieser kontinuierliche Betrieb ermöglicht es CW Radar, sich bewegende Objekte in Echtzeit zu überwachen und zu verfolgen, wodurch es sich für Anwendungen wie Geschwindigkeitsmessung, Überwachung und Navigationsunterstützung im zivilen und militärischen Bereich eignet.
Der Arbeitszyklus des frequenzmodulierten Dauerstrichradars (FMCW) bezieht sich auf das Verhältnis der Zeit, in der das Radar Signale (pünktlich) sendet, zur Gesamtzykluszeit, einschließlich Sende- und Empfangsperioden.
Das FMCW-Radar arbeitet mit einem Arbeitszyklus, der je nach spezifischem Radardesign und Anwendungsanforderungen variiert. Typischerweise ist der Arbeitszyklus eines FMCW-Radars hoch, was darauf hindeutet, dass das Radar einen erheblichen Teil seiner Betriebszeit mit der Übertragung von Signalen verbringt. Diese kontinuierliche Übertragung ermöglicht es dem FMCW-Radar, konstante Überwachungs- und Erkennungsfähigkeiten aufrechtzuerhalten und gleichzeitig die Entfernung und Geschwindigkeit von Zielen in seinem Sichtfeld zu messen.
Der Arbeitszyklus des FMCW-Radars beeinflusst Faktoren wie den Stromverbrauch, die Anforderungen an die Signalverarbeitung und die Gesamtleistung des Radars in Bezug auf Erfassungsbereich, Auflösung und Genauigkeit.