雷達系統主要實現對目標距離與速度的探測，本系統搭建的是雙音雷達與FMCW線性連續調頻雷達，能夠檢測目標的距離和速度。在USRP-LW及SDR-LW系列的所有機型上都可以完美運行。

系統主要包含兩臺USRP-LW/SDR-LW系列軟件無線電設備,一個時鐘源，一個功率放大器，兩個喇叭天線，一臺高性能上位機。其中，兩臺USRP設備用于雷達信號的發射與回波信號的接收，時鐘源用于兩臺設備間的時鐘同步與時間同步。由于USRP本身的輸出能力有限，為了探測更遠的距離，本系統搭建了一個功放。喇叭天線為定向天線，有利于增強收到的回波，減少收發間影響。基帶數據的產生與回波信號的處理在高性能上位機中完成，本系統依托于GNU Radio平臺開發，便于二次開發與信號分析。

系統搭建框圖

集成小型雷達探測系統搭建框圖如上圖。 

（1）搭建好軟件系統環境的PC通過萬兆光纖與兩臺軟件無線電設備進行連接；

（2）時鐘源的兩路10MHz輸出和2路1PPS輸出分別與2臺設備進行連接，對系統進行同步；

（3）其中1臺USRP，與功放模塊，雙脊寬帶喇叭天線連接作為發射端，向被測物發射無線電信號；另一臺作為接收端，接收被測物反射的無線電信號。

（1）支持雙音雷達和FMCW線性連續掃頻雷達兩種體制。

（2）具備收發通道校準功能。

（3）具備目標速度測量，最小分辨率1m/s。

（4）具備目標距離測試功能，最小分辨率1.5m。

（5）具備雷達目標模擬功能等。

小型探測雷達系統主要包括以下部分，實物搭建圖如圖所示。

雷達前端：發射和接收天線
射頻放大器和濾波器
信號源：信號發生器，用于生成雙音或線性調頻信號
USRP：數據采集和處理平臺
信號處理單元：基于FPGA的實時處理
后端計算機：用于進一步處理和顯示

 小型探測雷達系統實物搭建圖

（1）硬件配置

天線：選擇適當的發射和接收天線，根據應用需求確定頻率范圍。

放大器和濾波器：配置適當的射頻放大器和濾波器，確保信號質量和系統靈敏度。

（2）USRP設置

射頻前端：配置USRP的射頻前端，包括中心頻率、帶寬和增益等參數。

同步與時鐘：確保USRP的內部時鐘和外部時鐘源的同步，提升系統穩定性。

（3）信號生成與傳輸

雙音信號：通過USRP的DAC生成雙音信號，并通過發射天線發射。

線性調頻信號：通過編程生成線性調頻信號，利用USRP進行調制和發射。

（4）數據接收與處理

回波信號接收：通過接收天線接收回波信號，并傳輸到USRP進行采集。

FPGA處理：利用USRP的FPGA進行初步的信號處理，如下變頻、濾波和采樣。

后端處理：將處理后的數據傳輸到后端計算機，進行進一步的信號處理和目標檢測算法，如FFT處理、距離-多普勒處理等。

（5）目標檢測與顯示

距離檢測：通過計算回波信號的時間延遲確定目標距離。

速度檢測：通過計算回波信號的頻率偏移確定目標速度。

顯示界面：設計圖形用戶界面（GUI），實時顯示目標的距離和速度信息。

目標檢測實驗：選擇不同類型的目標物體（如金屬板）進行實驗，測試系統在不同距離和速度下的檢測性能，記錄結果并進行分析。

將發射端通過射頻線與功放連接，功放通過射頻線與天線連接，將接收端與天線進行連接，點擊三角形運行流圖，觀察左下角距離與速度輸出，目標運動時同時觀察距離與速度曲線變化，若信號太小時，可適當調整發射增益與接收增益。

測試距離曲線，速度曲線與實際目標的變化趨勢一致即可認為雙音雷達/FMCW雷達達到效果。

（1）雙音雷達

雙音雷達流圖界面

測試結果：前方有一個鐵板目標的距離和速度的曲線圖

測試結果：界面顯示當前測試目標的距離和速度值

（2）FMCW線性連續調頻雷達

FMCW線性連續調頻雷達流圖界面

測試結果：前方有一個鐵板目標的距離和速度的曲線圖

測試結果：當目標越來越遠時的距離曲線圖

軍用：目標跟蹤雷達、目標成像雷達系統等方向；

民用：車輛測速雷達、飛機測距雷達等系統；

科研：電離層測高儀、風廓線雷達等。