基于改进梯形波的连续波雷达多目标差频匹配算法

FMCW(Frequency Modulation Continuous Wave)雷达在实际工程实践中有许多应用,其中在多目标的条件下,使用经典的梯形波调制可能会出现错误的差频组合。针对这个问题,提出了一种新的调制波形-改进的梯形波和对应的差频匹配算法,提高了差频配对的准确度,而且也有效降低了计算量。     

毫米波雷达目标点云稳健自适应聚类方法

针对毫米波调频连续波多输入多输出(frequency modulated continuous wave multiple-input multiple-output,FMCW MIMO)雷达点云目标远疏近密的密度不一问题,提出了一种基于密度聚类的稳健自适应三维点云聚类方法.首先,从原始数据中提取目标的距离、方位角以及...     

FMCW雷达系统在测量煤粉仓料位中的建模及其仿真

针对目前使用的电容式、重锤式等料位仪存在的适应性和稳定性较差、测量精度不高等问题,利用FMCW雷达的测距原理对FMCW雷达在煤粉仓料位测量中的应用进行了建模和模拟仿真。实验结果表明,FMCW雷达仿真系统能够有效的测量煤粉仓的料位高度,为火电厂的煤粉仓料位的测量提供了一种新的方法。     

FMCW雷达系统在测量煤粉仓料位中的建模及其仿真

针对目前使用的电容式、重锤式等料位仪存在的适应性和稳定性较差、测量精度不高等问题,利用FMCW雷达的测距原理对FMCW雷达在煤粉仓料位测量中的应用进行了建模和模拟仿真。实验结果表明,FMCW雷达仿真系统能够有效的测量煤粉仓的料位高度,为火电厂的煤粉仓料位的测量提供了一种新的方法。     

调频连续波雷达的二维截断统计量恒虚警检测方法

针对调频连续波(FMCW)雷达在密集多目标环境中检测能力降低的问题,提出了采用右截断瑞利分布模型的二维截断统计量恒虚警(TS-CFAR)检测方法。首先对目标回波信号进行二维快速傅里叶变换(FFT)得到二维幅度谱,接着采用二维参考窗在幅度谱上滑动以剔除二维滑窗内幅度过高的参考单元,进而采用右截断瑞利分布模型描述剩余参考单元,最后采用基于最大似然估计的查表法估计门限参量并进行目标检测。与FMCW雷达常用的有序统计量恒虚警(OS-CFAR)和单元平均恒虚警(CA-CFAR)方法相比,TS-CFAR方法在密集多目标环境中检测能力更强。仿真分析表明,当参考窗内有6个干扰目标且检测概率为0.9时,TS-CFAR方法的CFAR损失比CA-CFAR方法小3dB,比OS-CFAR方法小0.8dB,而且由于在运算过程中采用了查表法,TSCFAR方法的计算量远小于OS-CFAR方法。实验结果验证了TS-CFAR方法对FMCW雷达的目标检测的有效性。     

基于多天线FMCW雷达的人体行为识别方法

提出一种基于多天线调频连续波(frequency modulated continuous wave, FMCW)雷达的多参数融合神经网络(fusion neural network, FNN)人体行为识别方法。针对FMCW雷达参数估计算法角度分辨率不足以及在估计目标个数错误的情况下会降低精度的问题,提出一种结合最小功率无失真响应(minimum power distortionless response, MPDR)波束形成与快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)的距离-方位角参数联合估计算法。利用2个相互垂直的线阵雷达捕捉人体行为,使用参数联合估计算法估计人体目标各回波点在水平与垂直方向的距离、角度参数。构建FNN,从参数估计结果中提取并融合人体行为在水平与垂直方向的空间与时间特征,根据融合特征实现人体行为识别与分类。实验结果表明,FNN方法对人体行为识别的准确率相比传统三维卷积神经网络(3D convolutional neural networks, 3D-CNN)提升了4.37%。     

FMCW SAR快速运动目标检测与成像

调频连续波(frequency modulated continuous wave,FMCW)合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)特有的工作模式使得其回波信号相对脉冲SAR具有不同的形式。推导了FMCW SAR系统下运动目标的回波模型。提出了一种基于Hough变换的快速运动目标检测方法和Hough变换与分数阶傅里叶变换(fractional Fourier transform,FrFT)变换相结合的运动目标参数估计方法;利用该方法补偿FMCW系统引入的附加距离走动后,运动目标的成像效果明显提高。多点运动目标仿真数据处理验证了该方法对目标检测与成像的准确性和有效性。     

双基FMCW宽带雷达微多普勒特征分析与误差因子补偿

对双基调频连续波(FMCW)宽带雷达旋转目标的微多普勒效应进行了研究。首先建立了双基FMCW宽带雷达中的旋转目标模型,推导得出了旋转目标的微多普勒效应表达式,并通过分析目标脉内微动对一维距离像的影响,得出了一次误差项会引起一维距离像的走动和峰值偏移、二次误差项会引起一维距离像的展宽、同时双基角也会对目标微多普勒特征曲线的最大频偏产生调制等结论。在此基础上,进一步提出了利用最小熵准则对误差因子进行补偿的方法。仿真分析表明:该方法能够较精确地估计二次误差项的系数,有效地补偿目标微多普勒效应的误差因子,并具有良好的抗噪性能。     

基于空时矩阵的双基地MIMO雷达目标参数估计

建立了双基地多输入多输出（multiple input multiple output,MIMO）雷达信号模型,提出了一种目标发射角、接收角及多普勒频率联合估计方法。通过对接收数据协方差矩阵进行特征值分解估计目标个数,根据目标数构造空时矩阵,对所构造矩阵进行特征值分解,即可得到雷达目标多个参数的闭式解。该方法针对不同目标数的情况进行了讨论,所构造空时矩阵的维数较小,并且避免了多维非线性的谱峰搜索,还可实现自动配对,算法复杂度较低。仿真结果证明了所提算法的有效性。     

一种毫米波防撞雷达频域恒虚警处理新方法

针对毫米波防撞雷达中目标信号检测虚警率高的问题,提出一种基于有序统计量在瑞利分布杂波背景下的频域恒虚警检测(OS-CFAR)的方法。该方法通过对雷达差频信号的频谱进行检测,对检测后的信号进行杂波对消,使系统从雷达中频信号的频谱中检测出目标信号的谱线并滤除杂波。准确检测目标的同时去除干扰,从而降低目标信号检测虚警率。仿真结果证实了该方法适用于多目标干扰环境,能有效对抗杂波干扰,具有良好的虚警控制能力,提高了雷达系统的有效性。     

DWMT系统中滤波器组的新设计

研究了ＤＷＭＴ系统中的综合／分析滤波器组．基于系统对运算复杂度和子信道间频谱隔离特性的要求，我们采用了ＥＬＴ快速算法，并在滤波器优化设计过程中，用最大误差最小化准则替代了原ＥＬＴ算法中的最小均方误差准则     

基于脉间中断调频连续波的高空慢速单基机载SAR成像

调频连续波用于高空慢速单基机载SAR成像时,收发隔离和远距离探测都是亟待解决的问题。结合高空慢速运动平台的特点,提出了一种脉间中断调频连续波(Inter-Pulses Interrupted Frequency-Modulated Continuous Wave, IPIFMCW)的信号模型,通过载频不同的门控信号调制多个发射信号,设置较大的脉间中断时间,将子脉冲回波差频信号在快时间域时移合成大带宽信号,实现高空慢速机载SAR成像。通过与脉间中断调频连续波(FMICW)的理论分析比较,说明该方法不仅解决了收发隔离难题,同时满足高空机载SAR远目标成像需求,避免出现距离模糊。最后结合频率变标算法(FSA)实现了基于IPIFMCW信号的高空慢速单基机载SAR成像。     

调频连续波雷达自旋目标干涉三维成像方法

相比脉冲体制雷达,调频连续波雷达具有功耗低、成本低、重量轻等优点,发展前景广阔,同时雷达三维成像技术可为目标的分类识别提供重要的特征信息。但是自旋目标在调频连续波信号条件下会产生一维距离走动以及回波相位的改变,这对干涉三维成像产生了影响。针对自旋目标在线性调频连续波雷达中的干涉三维成像技术进行了研究,分析了自旋产生的回波调制效应与相位变化,结合分析所得的调制前后目标在距离 慢时间像上微动特征的变化关系与扩展Hough变换提取的微动参数,解决了干涉三维成像中由于回波调制效应导致的目标坐标畸变问题,提出了基于调频连续波雷达的自旋目标干涉三维成像的具体处理方法。仿真实验证明,所提方法有效提高了自旋目标的干涉三维成像质量。     

基于先验信息的低信噪比调频连续波雷达信号处理

针对恶劣测量条件下宽频带低信噪比调频连续波雷达信号距离模糊问题,建立了固态料面调频连续波雷达信号模型,并提出了以先验信息为辅助,包含信号频域预处理、频带截取及频带能量加权的距离反演方法.实际数据处理结果显示：经过预处理的信号频谱平均信噪比由原来的-5.55 dB 提高到8.32 dB;采用包络线截频带法和最小二乘截频带法进行距离反演后拟合料线与实际料线间的料形相似度由0.46分别提高到0.71和0.79.     

WIGNER—VILLE分布及其在FMCW信号识别中的应用

介绍了FMCW信号以及Wigner-Ville分布,对利用Wigner—Ville分布识别FMCW信号进行了研究．分别对信噪比为∞,6dB,3dB,0dB,-3dB,-6dB的FMCW信号作了WVD,PWVD,SPWVD,RSPWVD的MATLAB仿真,并做了比较研究,结果表明WVD抗噪性较差,且交叉项影响较大,当信噪比较小时,基本不能识别信号;PWVD,SPWVD交叉项有所减小,但时频聚集性变差,抗噪性提高不大;RSPWVD各方面性能均有较大提高．     

基于时间反演的多目标信号自适应配对方法

信号配对是多目标无源探测需要解决的首要问题,若目标辐射信号具有相同特征,采用传统的信号分类配对方法难以实现有效的配对,从而产生虚假目标。本文提出了一种基于时间反演的多目标信号自适应配对方法,通过收发信道的匹配滤波特性,在时域和空域上对干扰信号进行滤除,使目标信号在探测空间中自适应地形成时空聚焦区域,并在焦点处反演出目标辐射波形,自适应地实现了接收信号的配对。仿真结果验证了本方法的正确性和实用性。     

EMD去噪法在FMCW雷达信号处理中的应用

针对调频连续波(frequency modulated continuous wave,FMCW)雷达信号在传播过程中会受到各种噪声影响的情况,提出了一种新型的基于自相关函数能量特性的经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)降噪算法。该算法首先对差频信号进行EMD分解,得到包含原信号不同尺度信息的本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量;其次对每一IMF分量进行无偏自相关运算,并计算其能量;第三,根据IMF分量的自相关函数能量变化曲线,确定出有用信号贡献率最大的IMF分量;最后进行EMD重构。实验结果表明:该方法在各种信噪比条件下,能够准确判断出有用信号主导的IMF分量,对差频信号具有良好的去噪效果,同时该方法具有自适应性,不受主观因素的影响,适合应用在FMCW雷达系统中。