[参考译文] IWRL6432：毫米波传感估算器中的速度分辨率问题

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https://e2e.ti.com/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1323231/iwrl6432-velocity-resolution-issue-in-mmwave-sensing-estimator

器件型号：IWRL6432

您好！

查看毫米波传感估算器中的 IWRL6432雷达配置时、我注意到速度分辨率计算存在不一致。

我的配置如下图所示：

如您所见、我们处于"突发模式"、有2个 Tx 天线、每帧16个突发和每突发2个线性调频脉冲(每个 Tx 天线1个)。突发持续800us。

在这种情况下、速度分辨率(用红色圈出)的计算方法正确为 (2 * MaximumVelocity)/ numOfBurstsInFrame = 2* 1.555/16 = 0.194m/s。

我现在已尝试切换到"正常模式"、使用相同数量的线性调频脉冲、并将由同一 Tx 天线传输的两个连续线性调频脉冲之间的距离保持在800us。

新配置如下图所示：

在本例中、由于线性调频脉冲重复周期已保持恒定、因此我希望具有相同的最大速度。同时、鉴于线性调频脉冲数未改变、我希望也具有相同的速度分辨率。但第一个期望已经实现、而第二个期望却没有实现。

我认为这是工具中的一个错误。

由于"正常模式"中的速度计算为 (2 * MaximumVelocity)/numOfChirpLoops、正确、我认为问题源于 numOfChirpLoops 的定义、在两种情况下均为32 (蓝色圆圈值)。

据我了解、如果是2个 Tx 天线、线性调频脉冲环路会描述一对线性调频脉冲的传输、一个用于第一个 Tx 天线、另一个用于第二个。我希望 numOfChirpLoop 计算为

numOfChirpLoops = numOfBurstsInFrame * numOfChirpsInburst / numOfTxTianes

我还觉得这个不正确的 numOfChirpLoops 也会影响工具的其他输出。

您可以检查一下这个问题吗？

谢谢！

吉多

1 年多前

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2481555 points

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你好。

突发模式下的速度分辨率为2 *最大速度/突发数、而正常模式下为2 *最大速度/线性调频脉冲循环数。在突发模式下、每帧有16个突发脉冲、而在正常模式下、每帧有32个突发脉冲、因此速度分辨率减半是合理的。将光标悬停在速度分辨率信息上时、应该会显示执行该计算的过程。

此致、

桑托什

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2481555 points

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您好、Santosh：

当两种配置之间的唯一区别是、相同数量的线性调频脉冲在第一种情况下分布在不同的突发上、或在第二种情况下打包到相同的突发时、我无法理解为什么我应该具有不同的速度分辨率。

在我的第一个配置(突发模式)中、有2个 Tx 天线、每个16个脉冲、每个2个线性调频脉冲。突发周期为800us、因此由同一天线传输的两个连续线性调频脉冲相差800us (chirpRefetitionPeriod)。每个 Tx 天线都有16个线性调频脉冲。

在我的第二个配置(正常模式)中、还有2个 Tx 天线、1个包含32个线性调频脉冲的突发。啁啾 RampEndTime 为63us、啁啾 IdleTime 为337us。因此、同一天线发射的两个连续线性调频脉冲之间的距离为2* chirpRampEndTime +2* chirpIdleTime = 800us。与在突发模式配置中相同的线性调频脉冲请求外设。再说一次、每个 Tx 天线都有16个线性调频脉冲。

从多普勒的角度来看、这两种配置是相同的、并且应产生相同的速度分辨率。

我们还可以使用理论公式来计算多普勒速度分辨率、此公式为：

Vres = c /(fc * 2 * TF)

其中 c 是光速、fc 是载波频率、Tf 是传输时间。

在突发模式下，传输时间持续 tf = numOfBurstsInFrame*framePeriodicity = 12.8ms。

中心频率为60.26GHz 时、我们得到 Vres = 0.194m/s、结果与我上一篇文章的第一幅图中所示的结果相同。

在正常模式下、由于只设置了一个突发、因此传输时间为 TF = numOfChirpsInBurst *(chirpRampEndTime + chirpIdleTime)= 12.8ms。

由于中心频率未发生变化、因此我们再次得到 Vres = 0.194m/s。突发模式也是如此、但是毫米波感应估算器返回的值的两倍(我上一篇文章的第二张图片)。

您能解释一下这种行为吗？

谢谢！

吉多

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2481555 points

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您好，Guido。

很抱歉响应出现延迟。我将对此进行研究、并将在明天结束时提供最新情况。

此致、

桑托什

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2481555 points

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您好，Guido。

Unknown 说：
TF = numOfBurstsInFrame*framePeriodicity = 12.8ms。

对于突发模式、这不正确。您应使用突发周期而不是帧周期、因为您只计算器件发出线性调频脉冲的时间(线性调频脉冲重复周期)。

您使用的公式似乎不正确。我包含了 SDK 文档中的图像以供参考。

其中 TR 是线性调频脉冲重复周期、由于使用了2个 TX、因此乘以2、但这仅适用于正常模式、因为突发周期包含来自两个 Tx 的线性调频脉冲。因此、对于突发模式、分母应为(NC * FC * TR)、其中 TR 是突发周期、NC 应为突发数、因为 NC * TR 应表示总线性调频脉冲时间。

执行此数学运算后、正常模式的分母为(400us * 32啁啾* FC * 2)、而突发模式的分母为(800us * 16* fC)。这导致32线性调频脉冲配置的分母是突发模式的两倍、因此分辨率要小2倍。

此致、

桑托什

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2481555 points

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您好、Santosh：

Unknown 说：

Guido Gatti 说：
TF = numOfBurstsInFrame*framePeriodicity = 12.8ms。

对于突发模式、这不正确。您应使用突发周期而不是帧周期、因为您只计算器件发出线性调频脉冲的时间(线性调频脉冲重复周期)。
[/报价]
您是对的、我的公式中有一个拼写错误。正确的公式显然是 tf = numOfBurstsInFrame*burstPeriodicity，实际上是12.8ms。 (如果我使用帧周期、结果将是3.2秒)

您从 SDK 中报告的公式正是我使用的公式，其中 nc*tr = tf。
但你的解释是错误的。您可以从 Sandeep Rao 的"毫米波传感简介：FMCW 雷达"(https://www.ti.com/content/dam/videos/external-videos/2/3816841626001/5415528961001.mp4/subassets/mmwaveSensing-FMCW-offlineviewing_0.pdf)中获取相同的公式、我将在此处报告幻灯片40：

如您所见、2因子与 Tx 天线数量无关、而与信号相位的定义有关。

为了向您展示 Tx 天线数与速度分辨率无关、以下是考虑突发模式配置的方案。

起点是按天线执行多普勒分析。考虑到这一点、并为简单起见、假设只有一个 Rx 天线(但可以针对每个天线对进行分析)、我们可以将线性调频脉冲分成两个序列、每个序列有16个样本：一个包含由第一个 TX 天线发射的16个线性调频脉冲(蓝色线性调频脉冲)、另一个包含由第二个 Tx 天线发射的16个线性调频脉冲(红色线性调频脉冲)。

这两个序列具有相同的：

最大速度：vmax = c /(4 * fc * TR)= 3e8/(4 * 60.26e9 * 800e-6)= 1.555 m/s

速度分辨率：Vres = c /(2 * fc * TF)= c /(2 * fc * NC * TR)= 3e8/(2 * 60.26e9 * 16 * 800e-6)= 0.1944 m/s。 或者、Vres = 2 * Vmax / nC = 2 * 1.555 / 16 = 0.1944 m/s。

现在、让我们看看正常模式配置中的相同方案。

从图中可以看出、多普勒分析的情况相同、以上得出的相同结论也应适用。
实际上、我们可以再次获得两个线性调频脉冲序列、每个 Tx 天线对应一个。该结构与之前相同、不同之处在于两个序列之间因不同的线性调频脉冲空闲时间而发生的移位、这与多普勒角度无关。请注意、此处每个序列的线性调频脉冲数可以通过计算：numberOfChirpsInburst/numTxT会谈天线= 32/2 = 16。

因此、这两个序列具有相同的：

最大速度：vmax = c /(4 * fc * TR)= 3e8/(4 * 60.26e9 * 800e-6)= 1.555 m/s

速度分辨率：Vres = c /(2 * fc * TF)= c /(2 * fc * NC * TR)= 3e8/(2 * 60.26e9 *(32/2)* 800e-6)= 0.1944 m/s。 或者、Vres = 2 * Vmax / nC = 2 * 1.555 /(32/2)= 0.1944 m/s。

如您所见、突发模式和正常模式配置具有相同的速度分辨率。这个事实让我们回到我在该主题中的第一篇文章。

此致、

吉多