毫米波雷达技术:(六)雷达视场角的定义,以及AOA到达角的计算
详细介绍了毫米波雷达技术中的视场角的定义,以及AOA到达角的计算
(一) 雷达视场角(Field of View, FOV):
FOV指的是雷达能够探测到的范围角度,通常以角度来衡量,包括水平视场角和垂直视场角。
水平视场角表示雷达在水平方向上能够探测到的角度范围,而垂直视场角则表示雷达在垂直方向上能够探测到的角度范围。

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VFOV(Vertical Field of View,垂直视场角)
VFOV指的是雷达在垂直方向上能够探测到的范围或角度。
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HFOV(Horizontal Field of View,水平视场角)
HFOV指的是雷达在水平方向上能够探测到的范围或角度。
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DFOV(Diagonal Field of View,对角视场角)
DFOV指的是雷达在对角线方向上能够探测到的最大范围或角度。它通常由雷达的焦距(Focal Length)和传感器的尺寸(宽度W和高度H)共同决定。在某些情况下,对角视场角可以用来衡量雷达系统的整体探测能力,因为它综合考虑了水平和垂直两个方向上的探测范围。
(二) AOA (Angle-of-Arrival):到达角
类似于物理上的入射角
雷达的发射信号和反射信号的模拟图如下所示:

目标反射雷达信号,有如下参数:
- (已知)反射到每个接收天线上的信号的飞行距离分别为 d 1 , d 2 , . . . d_1,d_2,... d1,d2,...
- (已知)接收天线之间的距离为 d a n t s d_{ants} dants ;
- (已知)每个天线接收到的 反射信号的相位 分别为 φ 1 , φ 2 , . . . φ_1,φ_2,... φ1,φ2,... 混频之后的 中频信号的相位 分别为 Φ 1 , Φ 2 , . . . Φ_1,Φ_2,... Φ1,Φ2,...
每根接收天线上的 反射信号的相位和其飞行距离之间 有如下关系:
φ = 2 π f c d c = 2 π d λ → l i k e : φ 1 = 2 π d 1 λ , φ 2 = 2 π d 2 λ d = φ c 2 π f c = φ λ 2 π → l i k e : d 1 = φ 1 λ 2 π , d 2 = φ 2 λ 2 π \begin{align*} &φ=\frac{2πf_cd}{c}=\frac{2πd}{λ}~~→~~like:φ_1=\frac{2πd_1}{λ},φ_2=\frac{2πd_2}{λ}\\ &~~~~d=\frac{φc}{2πf_c}=\frac{φλ}{2π}~~→~~like:d_1=\frac{φ_1λ}{2π},d_2=\frac{φ_2λ}{2π} \end{align*} φ=c2πfcd=λ2πd → like:φ1=λ2πd1,φ2=λ2πd2 d=2πfcφc=2πφλ → like:d1=2πφ1λ,d2=2πφ2λ
则反射信号的到达角(入射角、方位角)可由三角函数计算得出:
s i n θ = Δ d d a n t s = d 2 − d 1 d a n t s = ( φ 2 − φ 1 ) λ 2 π d a n t s = Δ φ ⋅ λ 2 π d a n t s sinθ=\frac{Δd}{d_{ants}}=\frac{d_2-d_1}{d_{ants}}=\frac{(φ_2-φ_1)λ}{2πd_{ants}}=\frac{Δφ·λ}{2πd_{ants}} sinθ=dantsΔd=dantsd2−d1=2πdants(φ2−φ1)λ=2πdantsΔφ⋅λ
则有:
θ = a r c s i n ( Δ φ ⋅ λ 2 π d a n t s ) θ=arcsin(\frac{Δφ·λ}{2πd_{ants}}) θ=arcsin(2πdantsΔφ⋅λ)
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