2.4　CW-FMCW复合体制

目前常用的测速雷达大多采用CW体制，只能检测目标的速度，雷达触发仅通过目标回波信号的强度进行判断，当回波信号的强度达到设定值时触发。然而，在实际道路交通环境中，车辆的尺寸、结构、外形材质等不同，导致信号强弱不定，车辆触发距离时近时远，无法从抓拍图像中得到车辆的有效信息，有效抓拍率仅能达到90%，严重影响了交通管理部门的监管工作，无法满足智能交通行业日益增大的应用需求。

FMCW体制雷达虽然具有优良的距离分辨率，可以同时获得距离和速度信息，但距离频移与多普勒频移存在耦合效应，导致最终得到的速度、距离精度不高。而且当在其照射范围内有一静止物体，即存在固定的强干扰时，会严重干扰雷达的判断，可能出现假目标。如果同时存在多个目标，还可能会由于I、Q两路失配而产生超高速或超低速等不正常现象。多个目标速度与距离耦合甚至会导致各目标的频谱混叠，从而使目标无法分辨，导致速度、距离检测完全错误。

2001年，德国的H. Rohling教授提出FSK-LFMCW复合体制，不仅提高了雷达的整体性能，还降低了硬件电路的设计难度。受此启发，研究者深入研究两种体制的工作原理并结合现有工程实现的技术水平，提出CW-FMCW复合体，以解决目前市场上存在的常见CW体制雷达无法对目标进行高精度定位且有效抓拍率低的问题。

CW-FMCW复合体制雷达发射信号波形如图2-6所示。在图2-6中，频率随三角波调制线性变化的部分与FMCW体制对应，用于检测目标的速度和距离；频率不随时间变化的部分与固定发射频率的CW体制对应，用于精确检测目标的速度。

图2-6　CW-FMCW复合体制雷达发射信号波形

在CW-FMCW复合体制下，两种体制的信号不是同时工作的。因此要改进硬件电路（在硬件电路中新增开关电路），通过STM32F051单片机实现调制波形的分时切换，使两种体制在时间上交错有序的工作，即实现两种体制的分时复用，以保证测量运动目标信息的实时性、有效性。

CW-FMCW复合体制保留了两种体制的全部测量性能，不仅能解决FMCW体制测速模糊的问题，还能弥补CW体制无法测量目标距离的不足。

在DSP算法中，CW-FMCW复合体制通过CW体制得到精确的速度信息，并按照一定的规则用其替代FMCW体制下的速度，从而实现FMCW体制下距离和速度的解耦。不仅提高了测距精度，实现了对目标的高精度定位，还不影响雷达的测速精度。通过调整硬件相关参数，以及进行DSP算法的融合处理，可以实现雷达对目标的高精度定位，提高雷达的有效抓拍率。