LFMCW雷达测距系统及其信号处理算法的设计

设计了一款基于ARM单片机的线性调频连续波(LFMCW)雷达测距系统,其采用三角波调制的LFMCW雷达实现目标距离测量。介绍了LFMCW雷达的基本结构和实现目标距离测量的原理,并重点研究了LFMCW雷达测距系统的信号处理算法——快速傅里叶变换(FFT)和线性调频Z变换(CZT)联合的测距算法(FFT/CZT联合算法)的实现。经理论计算和MATLAB仿真分析表明,FFT/CZT联合算法可以显著提高计算效率和精度。     

LFMCW信号距离-速度耦合特性分析

根据LFMCW雷达的测距和测速原理,分析了影响雷达性能指标的因素。根据LFMCW雷达的数学模型,分析了其距离-速度耦合现象,并得到了信号的模糊图,最后仿真完成了多种情况下雷达信号回波。     

“LFMCW雷达信号多周期模糊函数分析”再研究

针对郭磊等人的论文"LFMCW雷达信号多周期模糊函数分析"中关于线性调频连续波(LFMCW)雷达信号单周期模糊函数的推导及其单周期、多周期距离自相关函数和模糊图仿真有误的情况,该文从周期调制连续波信号的单周期模糊函数定义出发,推导出LFMCW信号的单周期模糊函数,利用单周期模糊函数与周期模糊函数的关系获得LFMCW信号的周期模糊函数。仿真结果表明,LFMCW信号的单周期或周期模糊函数具有奇数个完整的"斜刀刃"和2个"半斜刀刃";周期速度自相关函数是单周期速度自相关函数在多普勒域的N(N为周期数)倍压缩;周期距离自相关函数是其单周期自相关函数的N次复制。     

基于FPGA的LFMCW雷达测速测距优化系统研究

针对现有线性调频连续波(LFMCW)测速测距雷达运算准确度低和运算速度慢的问题,提出一种优化的LFMCW雷达测速测距系统的设计方案.基于FPGA技术,利用正反旋转抵消策略优化CORDIC平行算法;然后利用流水线和并行结构相结合的方式设计实现双核FFT处理器;最后利用回波频差和多普勒频移法完成距离和实时速度的计算模块,最终设计实现了LFMCW雷达的测速测距系统.在QuartusⅡ中调用ModelSim进行功能仿真,证明本系统的数据处理速度比使用单核FFT时提高了46.5%、测距误差为±0.15 m、测速误差±0.1 km/s.     

LFMCW雷达距离分辨力的分析及改善

为了提高线性调频连续波（linear frequency modulation continuous wave,LFMCW）雷达的距离分辨力,一方面提出了一种“八段交叉” 开环校正法对调频线性度进行校正,另一方面根据基于FFT的LFMCW雷达实际距离分辨力与带宽和频率分辨率的关系,选择2 GHz 大带宽和4 096点FFT运算,并且计算频率时避?钇敌藕诺牟还嬖蚯颍厝」嬖蚯蚰诘氖萁性怂恪７抡婧筒馐允笛槎急砻骶鲜龃砗蟮睦状锞嗬敕直媪Φ玫揭欢ǖ母纳啤?     

一种基于软件无线电技术的低成本运动目标探测雷达

由于成本和频段规范的限制,民用的线性调频连续波(LFMCW)体制的毫米波雷达往往体积较小且作用距离较近。在一些对于作用距离较远的运动目标检测应用场合,现有的商用现成品(COTS)毫米波雷达无法满足要求。在现有商用现成品毫米波射频(RF)前端的基础上,设计了一种基于软件无线电(SDR)的线性调频连续波雷达原型,在一个以异构片上系统(SOC)处理器为核心器件的软件无线电平台上,采用距离多普勒处理的方法提高信号相干积累增益,通过增加较小成本获得了比现有民用毫米波雷达更大的改。实测验证表明,该雷达原型作用距离较远,并且具有灵活性高、成本低和小型化的特点。     

一种LFMCW雷达目标距离提取方法

在阐述FFT方法、最小二乘曲线拟合方法和雷达信号特点的基础上,将BP网络应用于线性调频连续波雷达系统目标距离的信号处理中,用雷达数据对构造的BP网络进行了训练和测试。仿真结果表明,该方法在训练对象足够充分的情况下可以适应较大范围内测量,在无噪或低噪声的情况下,可以获得较高的测量精度,是一种对LFMCW系统信号处理的有效方法。     

一种改进的LFMCW雷达多目标加速度和速度估计方法

针对已有估计算法对线性调频连续波(LFMCW)雷达多目标加速度和速度参数的估计精度差、计算复杂度高等问题,该文提出一种改进方法。该方法将时频重排平滑伪Wigner-Ville分布(RSPWVD)与Radon变换相结合,通过恒虚警率检测和阈值处理,实现了LFMCW雷达多目标加速度与速度参数估计,克服了现有方法中计算复杂、存在误差积累效应的缺点。给出了估计算法的实现步骤。仿真实验结果表明:改进方法在低信噪比时仍具有较高的参数估计精度。     

线性调频连续波雷达料位仪的研究

利用线性调频连续波(Linear Frequency Modulated Continuous Wave, LFMCW)雷达料位仪的基本原理,采用三角波调制和开关电容滤波器芯片,设计了雷达料位仪的硬件和软件电路。对雷达料位仪的性能进行了测试,测试结果表明：该仪器可以在2~40 m的范围内精确测量物料的高度,相对误差小于1%。系统具有成本低、测量精度高的特点。     

一种LFMCW雷达目标距离范围的划分方法

在采用对称三角波作为调制信号的线性调频连续波(Linear Frequency Modulated Continuous Wave,LFMCW)雷达系统中,雷达传感器前端产生的三角调制波泄漏信号严重影响远距离目标的测量结果。因此有必要对待测目标进行范围划分。传统的距离划分是在对回波信号进行频谱分析之后进行的。提出的基于相似度匹配法能够在未对信号进行频谱分析之前,根据与标定目标预先计算的阈值作比较,得出目标所在距离范围,并针对实际系统设计实验方案,验证该方法的可行性。     

锥扫LFMCW雷达信号处理方法的研究

基于线性调频连续波及圆锥扫描理论,研究锥扫线性调频连续波雷达信号处理方法.针对回波信号的特点,将频域法运用于锥扫线性调频连续波信号.论证了该信号可以在距离高分辨率的基础上进行有效测角,分析了信号处理时频谱泄漏对系统造成的影响,并对泄漏进行了补偿.计算机仿真结果表明,该方法可应用于跟踪雷达的信号处理中.     

锥扫LFMCW雷达信号处理方法的研究

基于线性调频连续波及圆锥扫描理论,研究锥扫线性调频连续波雷达信号处理方法.针对回波信号的特点,将频域法运用于锥扫线性调频连续波信号.论证了该信号可以在距离高分辨率的基础上进行有效测角,分析了信号处理时频谱泄漏对系统造成的影响,并对泄漏进行了补偿.计算机仿真结果表明,该方法可应用于跟踪雷达的信号处理中.     

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。     

雷达探测钢筋混凝土构件周期结构的模型分析与设计

讨论了利用电磁波在钢筋混凝土中的传输及散射特性探测钢筋混凝土内部结构的一种新型探测技术，分析了电磁波在钢筋混凝土中的传输与散射特性，构建了钢筋混凝土表面周期结构模型，设计出利用LFMCW雷达探测其周期结构的系统。