  一、距离分辨率 雷达定义的距离分辨率是区分放置在相同角度方向（方位）但与雷达距离不同的不同目标的能力。两个目标反射的信号在时间域中移动如下：
图1.发射和接收雷达信号（2个目标） 在执行FFT（快速傅里叶变换）后，获得对应于每个目标的两个单独的基带频率（频移）。
图2.两个检测到的目标的频移（基带频率） 两个目标越近，基带频率之间的差异越小∆f1和∆f2。直到某个时刻，雷达系统将无法再将它们分开。因此，最小频移/距离对应于一个 FFT 分辨单元。在观测时间Tc内可以求解的最小频率差 ∆f为：
其中，∆f可以通过增加观察时间Tc来改善（即最小化）。目标 ∆R 之间的距离与 ∆f 直接相关，表示如下：
其中，c是光速，S 是雷达发射信号的斜率（以 Hz/s 为单位的线性调频速率）。由于带宽是信号斜率及其持续时间的乘积，因此距离分辨率dres可以写为信号带宽的函数：
因此，雷达芯片的带宽将直接影响可实现的距离分辨率： 表 1.距离分辨率与雷达信号带宽
对于需要高分辨率的应用，例如成像雷达，将需要大带宽。然而，远程雷达等其他应用不需要厘米数量级的精度，因此较小的带宽就足够了。这一点很重要，因为最大雷达距离与带宽成反比：
对于给定的采样率Fs，增加带宽将缩小检测范围。（重要结论） 二、雷达的视场（FOV） 以明确的方式确定目标（方位）的方向也很重要。这只能在雷达的视场（FOV）内实现，该视场定义了雷达在方位角（水平面）和仰角（垂直面）的角度覆盖范围。
图3.前雷达的视场 （3D）
图4.前雷达的水平（方位角）视场 汽车雷达使用多个接收天线来确定反射信号的到达角（AoA），从而确定障碍物的角度。因此，天线阵列的几何形状将成为视场的限制因素。如果考虑单个发射天线，FOV将由接收天线的几何形状和辐射特性决定，考虑两个接收天线相隔距离 d 的情况。
图5.用于 AoA 测定的接收天线 可以通过比较每个天线接收到的信号的相移来计算信号的到达角。接收信号的相移取决于频率（波长）和天线之间的距离，如图6所示：
明确测量到达角的角度范围是相位差从-180°到+180°单调变化的范围，因此从纯几何角度来看，理论FOV由下式给出：
当可以检测到-90°至+90°的所有到达角时，即可实现最大视场。当天线之间的距离等于工作频率波长的一半时(即d=λ/2)：
图6.两个接收天线的相位差，d = λ/2 对于77GHz的汽车雷达，使用天线之间的距离约为2mm可以最大化理论视场，这是假设使用的天线是各向同性辐射天线。在实际中，视野将进一步受到天线辐射方向图的限制（3dB波束宽度）。 现在考虑接收天线是两个均匀的线性贴片阵列，如图7所示。
图7.线性贴片阵列作为接收天线，用于方位角和仰角的 AoA 测定 在这种情况下，方位角的天线方向图非常宽（对应于贴片天线），因此其对FOV的影响是有限的。主要的影响将是阵元之间的间隔 dx，并且可以使用下列方程计算 FOV：
对于仰角FOV，垂直阵元中的所有贴片都被视为单个天线。为了计算理论FOV，需要考虑阵元的相位中心（即阵元的总辐射起源的虚点）。仰角的理论视场将受到每个阵元相心（dy）之间的垂直间距的限制。如果这个间隔是半个波长，我们原则上可以获得最大的FOV。 然而，在这种情况下，天线的半功率波束宽度（HPBW）要小得多（约为20° - 25°），因此无法在天线波束之外进行检测。在这种情况下，辐射方向图将是FOV的限制因素。 三、角度分辨率 与距离分辨率的情况一样，能够区分放置在不同角度（方位角）但距离相同的两个独立目标也很重要。由于信号延迟引起的频移不能用于识别来自每个目标的信号，因此需要在不同位置使用多个天线。 角分辨率θres表示雷达可以分辨的最小角度。对于单个发射天线，可以表示为：
其中，N 是接收天线的数量，θ 是到达角。对于接近视线的法线方向，角分辨率为最大值 （θ = 0°）：
如果考虑到天线是分开的，且 d=λ/2 ，为了最大化FOV，角分辨率将与频率无关，仅由接收天线的数量决定。
因此，可以通过增加天线数量来提高分辨率。这只能通过向雷达MMIC收发器添加更多通道来实现。通过使用多个发射天线进行MIMO（多输入多输出）和超分辨率后处理，可以进一步提高分辨率。 四、结论 本文介绍了决定雷达系统精度的参数，距离分辨率与雷达收发器的性能直接相关，而角分辨率和视场（FOV）也将取决于雷达系统中使用的天线的几何形状。 |
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