雷达基础¶
这一页从 FMCW、FFT 和点云之前讲起，先解释阅读后续文档需要的基础概念。
雷达是什么？¶
雷达是一种使用无线电波感知物体的方法。雷达发出电磁信号，等待目标反射，再分析返回来的回波。
回波可以帮助我们判断几件事：
- 有没有目标，
- 目标有多远，
- 目标是否在运动，
- 目标大概在哪个方向，
- 反射强度有多大。
可以用一个很简单的过程理解雷达：
发射信号 -> 目标反射信号 -> 接收回波 -> 估计目标信息
雷达不像相机一样直接得到一张图。雷达得到的是信号测量值。这个仓库里的代码，就是把这些测量值转换成热力图和点云。
毫米波是什么意思？¶
毫米波雷达使用波长在毫米尺度的无线电波。车载和感知雷达常见频段包括 60 GHz 或 77 GHz 附近。
波长更短，有利于做紧凑天线和空间感知。它也让多个发射和接收通道可以集成在比较小的硬件上。
这个仓库里的雷达路径基于 TI 毫米波设备：
TI IWR2243 CascadeTI IWR6843
FMCW 是什么？¶
FMCW 是 Frequency-Modulated Continuous Wave，中文常叫调频连续波。
它不是只发一个短脉冲然后等待，而是持续发射一个频率随时间变化的信号。一次频率扫描叫一个 chirp。
chirp 可以粗略理解为：
频率
^
| /
| /
| /
| /
+----------------> 时间
雷达发出这个 chirp。信号碰到目标后反射回来，因为传播需要时间，回波会有延迟。由于发射频率一直在变化，延迟回波和当前发射信号之间会出现频率差。
这个频率差叫 拍频。拍频和目标距离有关。
为什么代码里到处都是 FFT？¶
雷达不会直接告诉你“目标在 1.2 米处”。它记录的是采样值。FFT 用来从采样值中找频率结构。
在这个项目里：
- Range FFT 从拍频中得到距离 bin。
- Doppler FFT 从多个 chirp 的相位变化中得到速度 bin。
- Angle FFT 从天线通道之间的相位差中得到角度 bin。
这里的 FFT 不是抽象概念，而是把采样信号转换成可解释频域结构的方法。
TX 和 RX 是什么？¶
雷达硬件有发射和接收天线：
- TX 是发射天线。
- RX 是接收天线。
更多 TX/RX 组合可以提供更多空间观测，因此阵列布局很重要。
例如：
- 单芯片雷达的物理 TX/RX 数量相对有限。
- 级联雷达把多个芯片组合起来，形成更大的虚拟阵列。
代码经常会把物理 TX/RX 通道映射成 虚拟天线 顺序。角度估计前必须先把这个顺序处理对。
Frame 是什么？¶
一帧是一次完整的雷达测量块。它通常包含多个 chirp，每个 chirp 又包含多个 ADC 采样点。
简化结构如下：
frame
└── chirps
└── ADC samples
└── RX/TX channels
大多数处理脚本都是逐帧工作的。每一帧可以生成一张热力图，或一个点云片段。
点云是什么？¶
点云是一组估计出的空间目标点。一个点通常包含：
- x 坐标，
- y 坐标，
- z 坐标，
- 强度或 SNR，
- 有时还包含速度。
雷达点云不是相机式的三维扫描。它是信号处理得到的稀疏估计。点云质量依赖距离估计、Doppler 处理、角度估计、过滤和采样。
这些概念怎么对应到仓库¶
读代码时，可以记住这条链路：
雷达回波
-> ADC 采样数据
-> 拆帧和通道重建
-> Range FFT
-> Doppler FFT
-> Angle / AoA 处理
-> 热力图和点云
后续文档会反复使用这些词。这一页是最基础的一层。