UWB信号的穿墙传播特性研究

超宽带信号的穿墙传播特性研究是决定穿墙成像成功的关键因素.文中利用时域有限差分方法仿真模拟了超宽带穿墙雷达成像场景,分析了墙体作用对目标散射信号的影响,仿真结果验证了超宽带信号在穿墙过程中经历了时间的延迟、信号的衰减以及波形的失真.此外,定性讨论了超宽带信号中心频率、接收天线采样位置、墙体材料以及厚度和目标信息对接收天线处提取的目标散射信号的影响.     

基于子空间投影SVD的MIMO穿墙雷达杂波抑制方法

在穿墙雷达成像中,墙体的强反射信号会干扰墙后目标的成像与检测,甚至湮没临近墙体的目标.传统的空域滤波法从回波幅值出发,通过空间域线性滤波实现对墙体杂波的抑制.然而,该方法在墙体与目标临近的情况下效果较差,且不适用于MIMO穿墙雷达.本文针对超宽带MIMO穿墙雷达成像过程中墙体杂波抑制问题,提出了一种基于子空间投影的奇异值分解方法,该方法从信号回波的特征出发,通过回波信号矩阵最主要的一个或几个奇异值成分确定墙杂波子空间,再利用正交子空间投影去除回波信号中的墙杂波成分.MATLAB仿真结果表明,提出的墙体杂波抑制方法在消除墙体杂波对目标成像结果的影响方面效果更佳,还能消减随机噪声等弱干扰杂波,抑制多目标探测中的虚假成像,改善成像质量,实现目标的精确成像.     

超宽带穿墙雷达设计与脉冲压缩回波处理

有限时域差分法可以利用有限差分方程对电磁波穿透墙体后的情况进行分析,获得墙体的透射系数。利用该计算结果,对超宽带穿墙雷达模型进行数学建模,构造出超宽带脉冲压缩穿墙雷达模型。采用仿真软件对该模型一维情况的发射接收过程进行仿真。结果表明,有限时域差分法可以很好地计算出透射系数,雷达回波通过脉冲压缩算法处理后,可以实现对目标的精确定位与识别,提高雷达系统的整体性能。     

一种超宽带目标特性测量方法

为获取雷达目标丰富的频域信息,从超宽带雷达信号的概念出发,提出采用步进线性调频超宽带体制的目标特性测量方法,阐述了目标特性测量的基本原理.对于超宽带雷达目标的回波信号,采用小波变换进行回波的相关处理,并得到其仿真结果.最后给出了系统实现方案,并对技术上的一些难点作了说明.     

频域积累与EMD去噪结合的微动信号检测算法

 超宽带生命探测雷达具有穿透能力强、距离分辨率高、抗干扰能力强等诸多优点,在防暴、救援、反恐等领域有很高的使用价值。由于穿墙生命探测雷达回波信号具有杂波干扰严重,且生命信号与背景噪声相互交叠等特点,利用传统数字滤波方法无法有效检测人体微动信号。针对此问题,本文提出一种利用频域积累与经验模态分解（EMD）相结合的人体微动信号检测算法,利用频域积累提高回波信号的信噪比,利用EMD 方法进行进一步的去噪处理。该算法不仅具有频域积累可以有效提高信噪比的优点,而且具有EMD 方法自适应分解信号的能力。同时,它克服了在低信噪比情况下,频域积累实时性不强,以及EMD 方法不能有效去除杂波的缺点。仿真和实验证明,该算法既可以有效提高雷达回波信号的信噪比,又可以改善单纯使用频域积累实时性不强的缺点,利用该算法对雷达回波信号进行处理可以准确快速地检测出人体的呼吸频率,是一种很好的穿墙雷达微弱信号检测新方法。     

基于高分辨距离像的UWB雷达信号设计

根据目标冲激响应设计相应的雷达信号,可使回波能量最大化,从而提高检测性能.本文针对目标检测的超宽带雷达信号设计发射-接收联合优化的问题,提出基于相位编码的超宽带雷达波形优化方法.该方法充分发挥了雷达发射机的发射能力,即对于固定的发射机来说,以发射更大的能量来得到更大的输出信干噪比.首先针对目标高分辨率距离像的多相编码超宽带雷达信号设计,建立了信号设计优化计算的目标函数,提出了一种恒模共轭梯度(CM-CG)算法实现优化计算.最后仿真结果表明,该方法设计得到的多相编码雷达信号性能很好地逼近最优发射波形,该方法具有收敛速度快、运算量小的特点. 号,可使回波能量最大化,从而提高检测性能.本文针对目标检测的超宽带雷达信号设计发射一接收联合优化的问题,提出基于相位编码的超宽带雷达波形优化方法.该方法充分发挥了雷达发射机的发射能力,即对于固定的发射机来说,以发射更大的能量来得到更大的输出信干噪比.首先针对目标高分辨率距离像的多相编码超宽带雷达信号设计,建立了信号设计优化计算的目标函数,提出了一种恒模共轭梯度(CM-CG)算法实现优化计算.最后仿真结果表明,该方法设计得到的多相编码雷达信号性能很好地逼近最优发射波形,该方法具 收敛速度快、运算     

一种侦察校射雷达目标模拟器的设计

介绍了一种采用高速A／D、D／A器件、可编程逻辑器件（PLD）、数字射频存储器（DRFM）,实现了活动目标侦察校射雷达目标回波模拟器的设计,并得到了实际应用,大幅提高了雷达操作员的实际操作能力。该模拟器结构简单、功能实用、能同时模拟雷达目标回波的中频信号和视频信号,因此能作为雷达接收系统中频及视频部分的输入信号,有效地提高了对雷达接收系统的检测能力,节约了检测成本和维修时间。     

采用脉冲积累方式提高防撞雷达测距性能

雷达对目标回波的检测能力是雷达测距性能的基础,而一般情况下雷达的回波信号是非常微弱的,有时甚至完全淹没在噪声中.为了检测出微弱的有用信号,可以采用对回波脉冲进行视频或中频积累.分析了脉冲积累对回波信号信噪比的改善能力,并设计了先对回波信号进行高速采样然后进行累加的数字式脉冲积累方案.试验表明当对M个周期的回波信号进行积累时,可使信噪比大约改善M倍,大大提高了门限检测电平,显著地改善了雷达的测距性能.脉冲积累方式同样适用于诸如生物医电等非常微弱的信号的测量,从而可以大大提高信噪比.     

基于FCM聚类的雷达中频信号的运动目标检测

针对航海雷达在强杂波环境下对弱小目标检测能力不足的情况,提出一种基于FCM(Fuzzy-C-Means)聚类的雷达中频信号检测方法.对雷达中频信号进行小波分解,提取低频子带作为聚类样本集,利用FCM聚类方法,对同次脉冲回波相邻单元进行聚类分析,通过设定门限来判定目标.仿真结果表明,该方法可以改善输出信噪比,实现对目标的有效检测.     

基于虚拟仪器的导航雷达回波信号采集器设计与实现

信号采集的目的是了后续雷达成像和海浪信息提取。基于虚拟仪器技术,对单脉冲体制导航雷达设计了一套数据采集系统。以计算机和PXI-9820数据采集卡为硬件,以VC++6.0软件作为开发平台,构建了基于Windows平台的数据采集系统,雷达回波信号采集单元采用多路信号同步采集的设计方案,并指出了系统实现过程中的多通道同步采集的关键技术问题。东海某海域的岸基采样实验证明了基于虚拟仪器技术的数据采集器设计的可行性及系统运行的可靠性。     

炮瞄雷达回波模拟器的设计

介绍利用复杂可编程逻辑器件CPLD和直接数字合成专用电路DDS,设计雷达信号回波模拟器的硬件系统.该系统能够模拟雷达的回波信号,代替实际目标来检测雷达的性能,减少了雷达系统的设计周期.AD9858芯片的利用,进一步使该解决方案的速度加快,满足了低相位噪音、快速频率切换等要求.     

雷达目标回波高速采集系统的设计

论述了一种雷达目标回波高速采集系统的设计思想和系统结构．针对高速FIFO指针环的结构特点，设计了一种采样预触发电路，有效解决了门限检测时回波采集丢失有效数据的问题．系统采用PCI总线的接口技术和可编程逻辑器件，实现了双路50MHz实时采样。     

穿墙雷达系统中信号检测的新算法

针对冲击体制穿墙雷达系统中回波信号结构复杂、信噪比低、信号检测困难等问题,提出一种小波-双谱联合检测新算法.在对穿墙雷达回波信号建模的基础上,用联合算法将非相干累积后的回波信号经过小波包变换提高信噪比,再用双谱算法进行信号检测.实验结果验证了新算法的有效性,能提供比单独使用其中任一算法更高的检测精度.该算法能反映墙壁后物体的距离-方位信息,为穿墙雷达系统成像提供了可能.     

基于LabVIEW FPGA模块的雷达模拟回波多普勒频移调制

目标回波的多普勒信息反映了目标与雷达之间的相对运动情况,多普勒频移的调制是雷达回波信号模拟的重要内容。利用LabVIEW FPGA模块可以用图形化的编程编译FPGA,给出了一种多普勒频移调制的方法,先利用LabVIEW FPGA模块生成带有多普勒频移的零中频信号,再上变频到需要的频率。实验结果表明,这种方法有效、可行,同时该方法还可以大大缩短系统开发时间。     

采样时钟抖动对超宽带脉冲雷达目标检测性能的影响

信号采样是超宽带脉冲雷达接收的关键环节,其中采样时钟抖动会引起ADC输出信噪比的下降,继而对雷达目标的检测性能产生一定影响,为此以雷达目标的检测性能为评价原则,研究了高斯白噪声环境中采样时钟抖动引起的信噪比损失,并以匹配滤波检测器和多样本能量积累检测器为对象,详细推导了采样时钟抖动与目标检测概率的关系.据此给出了输出信噪比损失的理论曲线,通过仿真对比分析了不同检测方法下采样时钟抖动对目标检测性能的影响,对超宽带脉冲雷达系统设计中的采样时钟选取有直接指导意义.     

基于Hilbert变换的中频采样技术及其硬件实现

研究用一种中频采样和数字信号正交变换理论实现脉冲多普勒雷达信号正交采样的新技术.用高速中频采样后,按一定规律抽取数据的数字方法实现了信号频谱的单边化和下变频,考虑到PD雷达多通道采样的一致性和实际需求,利用现有的芯片技术,实现两路信号采集,大大简化了板卡硬件设计的复杂性.板卡性能测试表明,通过简单的数字信号处理可实现对信号的近似Hilbert变换,并获得了良好的镜频抑制性能 .     

钢筋混凝土无损检测的手持式探地雷达研制

根据钢筋混凝土无损检测的特点和超宽带雷达探测原理,研制了一种手持式高分辨率超宽带探地雷达系统.阐述了基于无载频脉冲发射机、等效时间采样接收机和超宽带收发天线的低成本射频模块的基本结构和工作原理,描述了集雷达控制、数据采集和图像处理于一体的嵌入式控制模块的设计方法.软硬件集成提高了系统的便携性、可靠性和实时性.原理样机实验结果表明:该检测系统可有效检测埋深为0~35 cm,间隔6 cm以上的Φ6钢筋位置和保护层厚度,并可反映钢筋混凝土的其他特性.     

超宽带穿墙雷达的信号检测

针对冲击体制穿墙雷达系统中回波信号结构复杂、信噪比低、信号检测困难等问题,提出一种小波2双谱联合检测新算法Z在对穿墙雷达回波信号建模的基础上,用联合算法将非相干累积后的回波信号经过小波包变换提高信噪比,再用双谱算法进行信号检测.实验结果验证了新算法的有效性,能提供比单独使用其中任一算法更高的检测精度.该算法能反映墙壁后物体的距离2方位信息,为穿墙雷达系统成像提供了可能。     

浅析高速数据采集卡在雷达信号采集和分析中的使用情况

随着科技在不断的发展,电力事业也在高速的发展,在当今数据采集信息的时代中,数据采集速率也得到了飞速发展,采用的A/D采样率已经达到了10GS/s,并且通过了A/D采样在中频对雷达进行信号的安全处理,本文主要对PCI总线技术的数据采集卡,在雷达回波信号的采集和储存中进行详细的分析,全面了解了使用状况.     

基于Zynq的汽车雷达防撞数据采集系统设计

雷达被广泛地应用于汽车防撞领域.该文设计了一种基于Zynq平台的汽车雷达防撞数据采集系统,将雷达中频模拟信号进行信号调理,AD(Analog to Digital Converter)采样控制模块控制采样,经AD转换后的数据送入Zynq的PL(Programmable Logic)部分进行处理,缓存到DDR(Double Data Rate),并利用AXI(Advanced Extensible Interface)总线实现DDR数据接口及PL,PS(Processing System)通讯接口设计,并且对PS部分进行FFT运算.实验结果表明该系统工作稳定,转换速率快,有效提高了汽车防撞测距测速功能.