調頻連續波(FMCW)雷達技術近年來在工業檢測、醫療健康、汽車輔助駕駛等領域展現出巨大應用潛力。作為一種先進的雷達技術，FMCW雷達通過發射頻率隨時間線性變化的電磁波并分析回波信號來獲取目標的距離、速度和角度信息。隨著半導體工藝和信號處理技術的進步，工作在更高頻率的FMCW雷達逐漸成為研究熱點，其中120GHz FMCW雷達憑借其獨特的技術優勢受到廣泛關注。 120GHz屬于毫米波頻段，在長波段與傳統毫米波相重合，在短波段與紅外光相重合。這一頻段的雷達系統能夠提供比24GHz、60GHz、77GHz等傳統毫米波雷達更高的分辨率、更精確的距離測量以及更強的抗干擾能力。同時，120GHz FMCW雷達在功耗控制、系統集成度和小型化方面也取得了顯著進展，為其在多領域的廣泛應用奠定了基礎。 本研究報告全面分析120GHz FMCW雷達的技術優勢，涵蓋分辨率、距離精度、抗干擾能力、功耗等關鍵技術指標，并探討其在不同領域的應用前景，為產品開發、技術選型和學術研究提供參考依據。 二、120GHz FMCW雷達技術原理與系統架構 2.1 基本工作原理 120GHz調頻連續波雷達采用線性調頻連續波技術，其基本工作原理是：雷達發射頻率隨時間線性變化的電磁波信號，當遇到目標時，部分電磁波被反射回來形成回波信號。通過比較發射信號與回波信號的頻率差(差拍頻率)，可以計算出目標的距離信息；同時，利用多普勒效應可以測量目標的速度信息。 具體來說，當發射信號頻率隨時間線性增加時，回波信號由于傳播延遲，其頻率相對于發射信號有一定的偏移。這個頻率差(差拍頻率)與目標距離成正比，通過測量差拍頻率可以精確計算出目標距離。對于運動目標，由于多普勒效應，回波信號還會產生額外的頻率偏移，通過分析這個偏移可以得到目標的速度信息。 2.2 系統架構與關鍵組件 120GHz FMCW雷達系統主要由以下幾個關鍵組件構成： 1. 射頻前端：包括壓控振蕩器(VCO)、功率放大器、混頻器、低噪聲放大器等，負責產生、發射和接收高頻信號。 2. 信號處理單元：對混頻后的中頻信號進行數字化處理，包括模數轉換(ADC)、快速傅里葉變換(FFT)、數字信號處理等，提取目標的距離、速度和角度信息。 3. 天線系統：發射和接收電磁波信號，120GHz雷達通常采用微帶陣列天線或集成在封裝內的片上天線，以實現小型化和高增益。 4. 電源管理單元：為系統各部分提供穩定的電源，確保系統在不同工作條件下的穩定性和低功耗。