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AWR1642BOOST: SRR 例程中convertSNRdBToVar算法的疑问

Part Number:AWR1642BOOST

尊敬的专家你好,我在研究SRR例程中发现,convertSNRdBToVar中从频率的方差转到距离维、速度位以及角度维时,使用的公式是
RVar = fVar*scaleFac*scaleFac(公式1);
其中
scaleFac  = (n_samples*resolution)(公式2);
fVar是通过CRLB算法获得的关于频率的方差下限,我不明白的是为什么通过公式1就可以转为距离维的方差信息,转换因子scaleFac  按照距离来看就是最大探测距离,最大探测距离*f是目标的距离吗?并且在速度转换时,公式2中的参数如下:
n_samples = obj->numDopplerBins;(公式3)

resolution = obj->velResolution;(公式4)

按照公式2计算的结果也不是最大不模糊速度,scaleFac  与最大不模糊速度之间存在着2倍的关系。
我的主要问题就是频率转换到其他域的计算公式可以在哪里找到。

感谢。

Gary Lu:

露露鸭 说:fVar是通过CRLB算法获得的关于频率的方差下限,我不明白的是为什么通过公式1就可以转为距离维的方差信息,转换因子scaleFac  按照距离来看就是最大探测距离,最大探测距离*f是目标的距离吗?

公式1是用于将频率方差转换为距离方差的,而不是将频率直接转换为距离

解释如下:

雷达测量与目标之间的关系:雷达测量的信号中包含有关目标的信息,这个信息通过目标的距离、速度和角度等参数体现。雷达测量的频率偏差(频率方差)与目标距离的变化有关。

频率与距离的关系:雷达测量的频率偏差与目标的径向速度和雷达波长之间存在关系。这个关系通常可以通过下面的公式表示:

f = 2 * (radialVelocity / lambda)

其中,`f` 是频率偏差,`radialVelocity` 是目标的径向速度,`lambda` 是雷达波长

将频率方差转换为距离方差:公式1中的 `RVar` 表示距离维的方差。这里的关键在于,通过雷达测量得到的频率方差可以与目标的径向速度相关联。因此,通过适当的缩放和转换,可以将频率方差映射到距离维的方差上。

缩放因子 `scaleFac` 的计算是为了适应不同雷达系统的具体参数。在这里,它包括样本数和分辨率。这个缩放因子是为了正确地将频率方差映射到距离方差上。

关于 `scaleFac` 和最大探测距离的理解:`scaleFac` 的定义是 `n_samples * resolution`。这里,`n_samples` 是Doppler维的样本数,而 `resolution` 是Doppler维的分辨率。在这个上下文中,并非直接表示最大探测距离。相反,它是为了确保频率方差正确映射到距离方差而引入的一个缩放因子。

最大探测距离通常由雷达系统的参数和能力决定,而与 `scaleFac` 的定义不直接相关。在雷达系统中,最大探测距离是雷达能够有效探测目标的最大距离。

露露鸭 说:按照公式2计算的结果也不是最大不模糊速度,scaleFac  与最大不模糊速度之间存在着2倍的关系。我的主要问题就是频率转换到其他域的计算公式可以在哪里找到。

scaleFac = n_samples * resolution (公式2)

其中,`n_samples` 是Doppler维的样本数,`resolution` 是Doppler维的分辨率。

最大不模糊速度的计算,表示为 `maxUnambiguousVelocity`。在Doppler雷达中,最大不模糊速度与雷达工作频率和波长有关:

maxUnambiguousVelocity = (speedOfLight / (2 * radarFrequency)) (公式5)

这里,`speedOfLight` 是光速,`radarFrequency` 是雷达的工作频率

 `scaleFac` 与最大不模糊速度进行比较:

scaleFac = n_samples * resolution

Doppler雷达系统:`n_samples` 是Doppler维的样本数,`resolution` 是Doppler维的分辨率,那么 `scaleFac` 的单位是“样本数 * 分辨率”。而最大不模糊速度的单位是“米/秒”

在应用中,存在一个比例因子,使得 `scaleFac` 的单位与最大不模糊速度的单位相匹配。

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露露鸭:

尊敬的专家你好,感谢你的热情回复,但请再允许我进行一些提问,让我们一个问题一个问题的解决:(问题1)您说:“雷达测量的频率偏差(频率方差)与目标距离的变化有关”,这个频率偏差应该不是目标运动造成的多普勒频偏吧,您下面给出的公式是多普勒频移的公式,和目标的距离应该没有关系吧?(问题2)您说:“缩放因子 `scaleFac` 的计算是为了适应不同雷达系统的具体参数。在这里,它包括样本数和分辨率。这个缩放因子是为了正确地将频率方差映射到距离方差上。”我想知道这个转换的方式,已知方差var(ax)=a^2*(var(x)),那么关于公式1,我是否可以理解为var(f*scaleFac),其次,如果想通过频率转到距离,根据距离计算公式 R= (fm*c)/(2*u),其中fm为目标距离所对应的距离,c为光速,u为调频斜率,根据这个公式距离的方差不应该是var(R)=var(fm)*sF^2,其中sF=(c/2u)。我理解的scaleFac应该等于sF=(c/2u),为什么在程序里是n_samples*resolution,他们之间我并没有找到直接的转换形式。还是说转换因子scaleFac并不是按照这个公式来设计的。

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Gary Lu:

感谢指正,我之前的回答存在混淆。

1。频率偏差(多普勒频移)与目标距离没有直接关系。频率偏差是由于目标的运动引起的多普勒效应导致的。这个频率偏差通常与目标的速度和雷达波长有关,而不是与目标的距离直接相关

2. 关于缩放因子 `scaleFac`:

对于公式1,如果你想通过缩放因子 `scaleFac` 将频率方差映射到距离方差,可以理解为 `var(f * scaleFac)`。这种缩放是为了考虑不同雷达系统在Doppler维上的采样数和分辨率,从而正确地将频率方差映射到距离方差。

然而,具体的转换方式与公式 `var(ax) = a^2 * var(x)` 并不直接对应。转换因子 `scaleFac` 的设计涉及到雷达系统的特定设计和信号处理算法。

3. 关于距离方差的计算:

您提到的公式 `R = (fm * c) / (2 * u)` 是正确的,其中 `fm` 是多普勒频率,`c` 是光速,`u` 是调频斜率。然而在计算距离方差时,不直接使用 `var(R) = var(fm) * sF^2` 这样的形式,因为这样的关系比较复杂

关于 `scaleFac` 和 `sF` 的关系,在实际的雷达系统设计中,缩放因子 `scaleFac` 是为了适应系统的具体参数和算法,不一定直接等于 `sF=(c/2u)`。

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露露鸭:

感谢回复,我想请问,关于转换因子 `scaleFac` 的设计涉及到雷达系统的特定设计与信号处理算法,我可以在哪里找到相应资料呢?

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Gary Lu:

您可参考以下帖子:

https://e2e.ti.com/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/660597/compiler-awr1642-questions-about-convertsnrdbtovar-algorithm-function-in-awr1642-srr-released-c-code

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露露鸭:

你好,专家,我通过查看这个帖子,只找到CRLB的计算公式推导,并未找到转换因子的计算公式,如果可以,能否更详细的告知一下,可以在哪里找到转换因子`scaleFac` 计算公式。

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Gary Lu:

露露鸭 说:可以在哪里找到转换因子`scaleFac` 计算公式。

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