毫米波雷达信号处理是现代传感器技术中的一个重要领域，它主要利用毫米波频段的电磁波进行探测、测量和感知目标物体的位置、速度和角度等信息。mmWave Sensing:FMCW-offlineviewing_zym.pdf文档详细介绍了基于频率调制连续波（Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW）的雷达信号处理原理，包括信号的解距离、解速度和估角等方面的基础知识。
在FMCW雷达系统中，信号的调制方式为线性调频连续波。这种调制方式涉及的“chirp”信号是一个频率随时间线性变化的正弦波形。文档中提到了chirp信号的三个关键特性：起始频率（fc）、带宽（B）和持续时间（Tc）。起始频率决定了雷达的工作频率，带宽决定了雷达的距离分辨率和检测灵敏度，而持续时间则与chirp的斜率（S）相关联，斜率定义了chirp频率变化的速率。例如，在文档中提到的案例里，一个带宽为4GHz的chirp在40微秒内扫频，对应的斜率为100MHz/微秒。
在FMCW雷达系统中，通常包括发射端（TX）和接收端（RX）。一个单发单收（1TX-1RX）的FMCW雷达工作过程如下：首先由一个合成器（synthesizer）产生chirp信号，然后通过发射天线（TX antenna）发送出去。信号遇到物体后反射回来，被接收天线（RX antenna）接收。接着，接收信号与发射信号在混频器（mixer）中混合产生中频信号（Intermediate Frequency, IF signal）。混频器是一个三端口设备，有两个输入端和一个输出端。对于两个输入的正弦波信号，混频器输出的是一个瞬时频率等于两个输入信号瞬时频率之差、相位等于两个输入信号相位之差的正弦波。
混频器的工作原理可以使用频率-时间（f-t）图来更直观地理解。文档中用f-t图展示了发射信号和从物体反射回来的接收信号。接收信号实际上是发射信号的一个延迟版本。由于信号在雷达和目标物体之间往返传播存在时间延迟，因此接收信号比发射信号滞后一段特定的时间τ，这个时间τ反映了雷达与目标物体之间的往返距离。
FMCW雷达通过分析IF信号来解算目标物体的距离。文档中提到，通过测量IF信号的带宽可以确定目标物体的距离，并且讨论了雷达如何通过分析IF信号来分辨多个物体。此外，还涉及到如何确定雷达能够探测到的最远距离，以及两个物体之间的最小可分辨距离等关键问题。
在估角方面，毫米波雷达系统还能通过多个接收天线或者使用相控阵技术来估计目标物体的角度信息。通过分析不同接收天线接收到的信号的时间差和相位差，可以计算出目标的方位角和俯仰角。
该文档在讲解FMCW雷达信号处理原理时，着重解释了雷达系统的基本操作原理，信号的解距离和速度的基本概念，以及混频器的工作原理和IF信号的分析方法。这些内容对于理解毫米波雷达信号处理的基础知识至关重要。通过阅读这份文档，可以为进一步学习和研究毫米波雷达技术提供扎实的理论基础。
