FMCW雷达与脉冲雷达的区别，本质上是雷达系统发射电磁波、接收回波并提取目标信息的两种常见体制对比。
简单来说：
- 脉冲雷达发射短时能量脉冲，在脉冲间隔内接收回波；
- FMCW雷达通常连续发射，并在发射过程中让频率随时间变化，再将发射信号与接收信号进行比较。
两者都是真正的雷达，也都能探测目标。但它们并不是为同一类任务而优化的。
脉冲雷达如何工作
脉冲雷达的原理很直观：
- 发射一个短脉冲；
- 等待回波返回；
- 测量回波的返回时间；
- 重复上述过程。
这个时间差可以直接对应目标距离。如果信号处理还会分析多个脉冲之间的相位或多普勒变化，雷达还可以进一步估算目标运动状态。
脉冲雷达的概念简单，且在雷达发展中一直处于基础地位。许多远距离或高峰值功率的雷达系统都采用脉冲体制，因为这种架构在大范围监视和远距离探测方面表现稳定。
FMCW雷达如何工作
FMCW是调频连续波（frequency-modulated continuous wave）的缩写。
与“发一段、停一段、再接收”的方式不同，FMCW雷达通常在持续发射的同时，让发射频率按时间缓慢变化。这种频率变化的轨迹通常称为chirp（线性调频斜坡）。
随后，雷达把接收回波与当前正在发射的信号进行比较。两者之间的差值可用于估计目标距离，而多普勒信息则可帮助判断目标运动情况。
因此，FMCW雷达在许多现代中短距离探测场景中非常常见。
图：脉冲雷达与FMCW雷达基本工作节奏的示意对比。该图为教学说明图，并非某一设备的实测波形。
最核心的实际差异
对于初学者，最容易理解的对比方式是：
- 脉冲雷达强调脉冲发射与接收窗口；
- FMCW雷达强调连续发射与频率变化。
正是这一个差异，进一步影响了硬件设计、信号处理方式、测距逻辑以及典型应用场景。
它们如何以不同方式测距和测速
在脉冲雷达中，距离通常直接由飞行时间决定：发射脉冲、等待回波、测量返回所需时间。速度则通常通过多个脉冲之间的多普勒处理或相干脉冲序列来估算。
在FMCW雷达中，接收端比较回波与雷达当前发射频率之间的差异。由此得到的拍频可用于估计距离，而多普勒效应会以与运动相关的偏移形式出现，需要通过信号处理与距离信息分离。
对初学者来说，重点不在公式，而在于：这两种架构用不同的测量逻辑，解决了同样的感知问题。
FMCW雷达通常适合哪些场景
工程师通常在以下需求下更倾向选择FMCW雷达：
- 设备体积希望更紧凑；
- 需要连续测量；
- 需要较好的中短距离性能；
- 希望在同一感知链路中同时获得距离与速度信息。
这也是为什么FMCW雷达常见于汽车雷达、工业探测、液位测量、室内存在感知等场景。在这些应用中，探测范围重要，但通常不会大到需要极端的大范围监视架构。
脉冲雷达通常适合哪些场景
工程师通常在以下需求下更倾向选择脉冲雷达：
- 需要较高的峰值发射功率；
- 需要更远距离的监视；
- 需要更灵活的脉冲设计；
- 系统架构需要适配更传统的监视或跟踪任务。
这并不意味着所有脉冲雷达都是远距离雷达，也不意味着所有FMCW雷达都只能用于短距离。但作为入门判断，脉冲体制与许多经典的监视雷达任务高度相关。
硬件与功耗上的取舍
波形体制的选择，也会改变硬件设计压力。FMCW方案通常适合对体积、连续测量和中短距离效率有要求的项目。脉冲方案则常常在高峰值功率、脉冲时序控制和远距离监视能力方面更有优势。
两种架构都不是“零代价”。FMCW对发射端、接收端与信号处理链路的耦合要求更高；脉冲系统则往往对峰值功率生成、时序控制和更大范围的系统设计提出更高要求。
为什么工程师不会把它看成简单的胜负选择
刚接触雷达的人常会问：到底哪一种更好？这个问题过于笼统。
更合理的问题是：
在什么距离、面对什么目标、什么成本、什么体积、什么任务条件下更合适？
例如：
- 一辆车寻找近距离周边车辆，与天气雷达的需求完全不同；
- 一台紧凑型工业传感器，与大范围空域监视系统的要求也不同；
- 低功耗嵌入式传感器，与远距离站点雷达的设计目标同样不同。
任务一变，最合适的波形体制也可能随之改变。
初学者常见误区
“连续波就没有距离信息”
不一定。普通连续波雷达确实常用于测速，但FMCW通过让频率随时间变化，正是为了同时支持距离估计。
“脉冲雷达比较老，所以一定会被FMCW取代”
不会。脉冲雷达仍然非常重要，因为许多雷达任务依然更适合脉冲体制。
“FMCW只适合汽车”
也不对。汽车雷达让FMCW更为大众熟悉，但这种方法同样适用于许多其他探测领域。
“脉冲雷达一定更适合远距离”
也不能一概而论。距离能力取决于整个系统设计，包括天线、功率、波形、处理算法、目标特性以及杂波环境。脉冲体制常与远距离任务关联，但最终还是要看具体任务是否真正需要这种优势。
两种方法各自的局限
FMCW并不是因为“更现代、更紧凑”就天然更优。脉冲雷达也不是因为“更传统、更有功率”就天然更好。两者都有各自容易暴露短板的场景。
- 当任务更接近大范围监视而不是局部感知时，FMCW方案的扩展难度可能更高；
- 当任务更强调紧凑封装、连续低功耗运行或短距离高精度时，脉冲方案可能并不合适。
所以，工程师通常是按照任务画像来选择体制，而不是假设某一种波形会完全取代另一种。
适合初学者的记忆方式
最简单的记忆方法是：
- 脉冲雷达是“发射、停止、接收”；
- FMCW雷达是“持续发射，同时让信号随时间变化”。
这个差异会影响整个感知链路的设计。
参考资料
- MIT Lincoln Laboratory: Introduction to Radar Systems - 有助于理解波形选择为何会影响距离、速度与任务适配性的通用雷达资料。
- NOAA National Severe Storms Laboratory: Radar FAQ - 适合初学者了解脉冲雷达时序与测距概念的官方说明。
- TI: Intro to mmWave Sensing - FMCW Radars - 关于FMCW雷达行为和基于chirp测量方式的实用原始资料。