【一】英飞凌毫米波雷达接收数据的格式

测量帧

一个测量帧中包含的时域信号以cube data structure的形式（3维向量）获取。

ifx_Cube_R_t	Frame dimensions
Rows	Number of Rx antennas for each active Tx antenna available in the device
Columns	Number of chirps configured in a frame
Slices	Number of samples per chirp

雷达接收到的原信号随后就会转换成ifx_Cube_R_t这样的数据结构。

虚拟Rx天线排布

假设发射天线TX=2，接收天线RX=4，那么总共有8个虚拟Rx。

Virtual Antenna Index	TX 1	TX 2	RX 1	RX 2	RX 3	RX 4
0	X		X
1	X			X
2	X				X
3	X					X
4		X	X
5		X		X
6		X			X
7		X				X

假如我们要从一个天线中取出数据，比如第5个虚拟天线，使用ifx_Cube_R_t数据结构，就只需要取第6行的数据即可拼成这个天线接收到的所有数据。

上图展示了将单个天线接收到的数据提取为矩阵的过程。

使用英飞凌SDK实现

配置雷达参数

根据[[FMCW0雷达信号处理]]中的内容，配置好雷达的参数并应用于雷达。

使用with DeviceFmcw() as device:寻找设备并选定设备，后续配置参数使用device即可。

config = FmcwSimpleSequenceConfig(
    frame_repetition_time_s=307.325e-3,  # Frame repetition time
    chirp_repetition_time_s=500e-6,  # Chirp repetition time
    num_chirps=16,  # chirps per frame
    tdm_mimo=False,  # set True to enable MIMO mode, which is only valid for sensors with 2 Tx antennas
    chirp=FmcwSequenceChirp(
        start_frequency_Hz=59e9,  # start RF frequency, where Tx is ON
        end_frequency_Hz=61e9,  # stop RF frequency, where Tx is OFF
        sample_rate_Hz=2e6,  # ADC sample rate
        num_samples=128,  # samples per chirp
        rx_mask=1,  # RX mask is a 4-bit, each bit set enables that RX e.g. [1,3,7,15]
        tx_mask=1,  # TX antenna mask is a 2-bit (use value 3 for MIMO)
        tx_power_level=31,  # TX power level of 31
        lp_cutoff_Hz=500000,  # Anti-aliasing filter cutoff frequency, select value from data-sheet
        hp_cutoff_Hz=80000,  # High-pass filter cutoff frequency, select value from data-sheet
        if_gain_dB=30,  # IF-gain
    ),
)

with DeviceFmcw() as device:
    # set device configuration for presence sensing
    sequence = device.create_simple_sequence(config)
    device.set_acquisition_sequence(sequence)

    frame_contents = device.get_next_frame()
    print(np.shape(frame_contents)) # (1, 1, 16, 128)

如果需要提取配置参数，使用config即可。

print(config)
# FmcwSimpleSequenceConfig:
    #     chirp_repetition_time_s: 0.0005000000237487257
    #     num_chirps: 16
    #     tdm_mimo: False
    #     chirp: FmcwSequenceChirp:
    #         start_frequency_Hz: 59000000000.0
    #         end_frequency_Hz: 61000000000.0
    #         sample_rate_Hz: 2000000.0
    #         num_samples: 128
    #         rx_mask: 1
    #         tx_mask: 1
    #         tx_power_level: 31
    #         lp_cutoff_Hz: 500000
    #         hp_cutoff_Hz: 80000
    #         if_gain_dB: 30

得到的frame_contents中第0维一直都是1（可以squeeze掉），第1维表示接收的天线，如果用到了两根天线第一维的shape就为2。第2维和第3维分别表示chirps（慢时间）和sample（快时间）。

我们设置了rx_mask=1，因此只用到了一根天线，利用下面代码即可得到数据：

frame_contents_squeezed = np.squeeze(frame_contents, 0)
print(np.shape(frame_contents_squeezed)) #(1, 16, 128)
mat = frame_contents_squeezed[0, :, :]
print(np.shape(mat)) # (16, 128)

接下来就可以进行距离检测了。

参考文献

Infineon RFS SDK Documentation中Radar device configuration parameters部分内容。

← Back to blog

Table of contents

【一】英飞凌毫米波雷达接收数据的格式

测量帧

虚拟Rx天线排布

使用英飞凌SDK实现

配置雷达参数

参考文献