雷达与通信的区别
雷达与通信技术虽同属无线电技术领域，但它们的应用场景、技术需求和设计难点存在显著差异。本文将从理论角度分析雷达与通信的不同之处，并探讨雷达设计中的主要难点及其关注点。
目的与应用场景
雷达 ：主要用于目标探测、定位和跟踪，广泛应用于军事、航空、气象等领域。雷达系统需要高精度地获取目标的位置、速度和形状等信息。雷达是自发自收的过程。
通信 ：主要用于信息的传输，如电话、互联网、广播电视等。通信系统关注的是数据的可靠传输和带宽的有效利用。通信可以是单向的。
信号特性
雷达 ：使用特定的调制信号，如脉冲信号或连续波信号，以提高距离分辨率和速度分辨率。雷达的调制中不含有信息，主要是为了接收分析
通信 ：使用调制信号（如QAM、OFDM等）来提高频谱利用率和抗干扰能力。通信调制包含信息，通信信号通常具有较高的调制复杂度，以支持高速数据传输。
信号处理
雷达 ：信号处理的核心是检测微弱的目标回波信号，并从中提取目标的位置、速度等信息。这需要复杂的信号处理算法，如匹配滤波、多普勒处理等。
通信 ：信号处理的重点是恢复原始数据，通常包括解调、纠错编码、信道均衡等技术，以确保数据传输的可靠性和准确性。
系统设计重点
雷达 ：设计时需要考虑系统的探测能力、分辨率、抗干扰能力以及实时性。雷达系统的性能直接影响目标探测的准确性和可靠性。
通信 ：设计时更关注系统的传输速率、频谱效率、抗干扰能力和能耗。通信系统的性能通常以数据传输速率、误码率和带宽利用率等指标来衡量。
雷达设计的主要难点
信号处理复杂性
雷达接收的信号通常非常微弱，且容易受到噪声和干扰的影响。如何有效提取目标回波信号并抑制干扰是一个关键挑战。这需要复杂的信号处理算法和高效的计算能力。
波形设计
雷达波形的选择直接影响系统的性能。不同的波形（如脉冲波形、连续波形、调频波形等）具有不同的距离分辨率、速度分辨率和抗干扰能力。设计合适的波形需要综合考虑系统的性能需求和实际应用环境。
天线设计
雷达天线需要具备良好的方向性和宽频带特性，以实现高分辨率和大范围的覆盖。设计高增益、低旁瓣的天线阵列是一个技术难点，需要综合考虑电磁理论、材料科学和结构设计。
实时性要求
雷达系统通常需要在短时间内完成信号的发送、接收和处理，以实时跟踪和定位目标。这对接收机的处理速度和系统的整体响应时间提出了很高的要求。
毫米波雷达脉冲波方式测量原理
多普勒效应，是指当声音、光和无线电波等振动源与观测者以相对速度v运动时，观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率不同的现象。当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射信号频率；反之，当目标远离天线时，反射信号频率将低于发射频率。
多普勒频移原理：多普勒效应所造成的频率变化称为多普勒频移fb，它与相对速度v 成正比，与振动的频率成反比，通过检测这个频率差fb，可以测得目标相对于雷达的移动速度。
假设毫米波雷达发射连续电磁波信号：
s（t）=Acos（ω0t+φ0）
式中：ω0——初相；
A——振幅。
雷达接收到由目标反射的回波信号：
sr（t）=ks（t-tr）=kAcos［ω0（t-tr）+φ0］
式中：tr——回波滞后于发射信号的时间（tr=2R/c），其中R 为目标和毫米波雷达之间的距离，c 为电磁波传播速度，在真空传播时它等于光速；
k——回波的衰减系数。
如果车辆前方目标相对静止（即相对速度为零），则目标与雷达的距离R 为常数。此时，回波与发射信号之间有固定相位差：
它是电磁波往返于雷达与目标之间所产生的相位滞后。当目标与毫米波雷达之间有相对运动时，两者之间的距离R 与时间成正比。
设目标相对毫米波雷达运动的速度为一定值vr，在t 时刻，目标与毫米波雷达之间的距离
R（t）=R-vrt
式中：R（0）为目标与毫米波雷达在零点时刻的距离。
由式可知，在t时刻接收到的波形sr（t）上的某点，对应于（t-tr）时刻发射的波形上某点。
在实际的工作状态中，毫米波雷达和目标间为相对运动速度vr远小于光速，所以时延tr可近似表示为：
与发射信号相比，两者之间的相位差为：
相位差随时间线性变化，如果vr为常数，则频率差可以表示为：
fb为多普勒频移。
fb与目标和毫米波雷达之间的相对运动速度成正比例关系，与毫米波雷达的工作波长λ成反比例关系。当目标靠近毫米波雷达时，fb大于0，表明接收信号频率要大于发射信号频率；而当目标背离毫米波雷达运动时，fb小于0，表明接收信号频率要小于发射信号频率。通过数字信号处理器，运用傅里叶变换可求得fb，从而可以求得毫米波雷达与目标之间的相对速度和相对距离。
