The goal of this thesis was to study how a triangular chirp can be used in target detection and parameter estimation with an FMCW radar. The history of radar technology is briefly discussed, and motivation for the research is presented with a review of some FMCW radar applications. The triangular chirp is compared with slow-time processed ramp chirps on a theoretical basis. A method of improving the accuracy of triangular chirps with zero padding is presented. The process of zero padding is demonstrated with a MATLAB example, and then applied to real measurement data.
The measurements were performed in an anechoic chamber and an office environment. Range and radial velocity of a single target were considered. A walking person was used as the test target. A highly accurate laser sensor was used as a reference.
The results demonstrate that the accuracy of a triangular chirp can be greatly improved with zero padding, which allows much shorter chirps to be used while maintaining a high accuracy. For example, a zero padded 1000 μs long triangular chirp was used to determine the radial velocity of a walking target with an accuracy of approximately 0.25 m/s. In comparison, without zero padding the accuracy was approximately 2 m/s. To reach a comparable accuracy without zero padding, the triangular chirp would have to be significantly longer. At the end of the thesis, topics for further research are proposed.Työssä tutkitaan, kuinka kolmioaaltoa voidaan käyttää havaitun kohteen paikan ja nopeuden määrittämiseen FMCW-tutkalla. Käsittelen alussa lyhyesti tutkien historiaa, ja FMCW-tutkien yleisiä sovelluksia. Kolmioaaltoa verrataan ramppiaaltoon teoreettiselta pohjalta. Esittelen työssä menetelmän kolmioaallon mittaustarkkuuden parantamiseksi lisäämällä näytteistettyyn signaaliin nollia. Menetelmää demonstroidaan MATLAB:illa ja lopulta sovelletaan mitattuun dataan.
Mittaukset suoritettiin radiokaiuttomassa huoneessa ja toimistotilassa. Tilaisuuksissa pyrittiin mittaamaan yksittäisen kohteen sijaintia ja liikenopeutta. Mittauskohteena toimi kävelevä ihminen. Mittausten vertailukohteena toimi lasersensori.
Saadut tulokset demonstroivat kolmioaallon tarkkuuden olevan merkittävästi parannettavissa esitetyllä menetelmällä. Korkean tarkkuuden säilyttäminen on mahdollista lyhyelläkin kolmioaallolla, joka ilman nollien lisäämistä olisi erittäin epätarkka. Esimerkiksi kävelevän kohteen nopeus mitattiin 1000 μs pituisella kolmioaallolla ja nollien lisäämisellä noin 0.25 m/s tarkkuudella, kun taas ilman nollia tarkkuus oli noin 2 m/s. Ilman nollien lisäystä kolmioaallon pituuden olisi oltava moninkertainen vastaavan tarkkuuden saavuttamiseksi. Työn lopussa esitetään aiheita jatkotutkimukselle
