基于相位测距原理的汽车防撞雷达

文章将相位测距法用于解决汽车安全领域里的物体距离测量,对基于相位测距原理的雷达进行了理论分析。在样机研制过程中,较好地解决了雷达波单边带连续波双频发射和接收问题。基于雷达数据处理的实时性,对雷达信号采用DSP进行采集并作FFT运算,由FFT结果获得信号的相位差和物体的运动速度。实验证明,该雷达理论是可行的,具有一定的实用性。     

高精度液位测量雷达信号处理新方法

介绍利用ＦＭＣＷ雷达回波相位信息实现高精度测距的原理,提出通过构造参考函数,计算雷达回波（差拍）信号与参考信号内积的方法解决相位测量模糊问题技术,从而避免了文献（１）中计算相们的问题,该方法在油船舱内液位测量雷达中得到应用并取得满意的效果。     

量化噪声对插值fast Fourier transform谐波估计的影响

插值fast Fourier transform(FFT)算法是对谐波频率、幅度和相位三参数进行精确估计的常见方法.信号中的噪声无疑会影响插值FFT算法的谐波估计结果.有文献讨论过信号中的白噪声对插值FFT算法谐波估计结果的影响,尚没有文献讨论过A/D(analog-to-digital)量化噪声对插值FFT算法谐波估计结果的影响.本文首先对插值FFT谐波估计算法做了简单介绍,接着对A/D量化噪声的特点进行了分析研究.在此基础上,仔细研究了量化噪声对插值FFT谐波估计方法的影响程度——给出了计算模型、进行了大量仿真计算、得出了量化噪声对谐波频率、幅度和相位3参数估计结果影响程度的结论.相信所得结论对电路设计中的A/D器件、信号调理器件等的选型有指导意义.     

FMCW雷达物位系统的算法设计

文中针对雷达物位计中差拍信号中心频率计算不准确的问题进行研究.首先使用窗函数法对差拍信号进行截取和滤波,减小频率泄漏和噪声的影响.其次,通过快速傅里叶变换从频谱中粗略的得到目标的相对位置.最后,利用谱估计的改进法对频谱进行细化处理,在不增加过多计算量的基础上实现了测距精度的提高.仿真结果表明测量精度比传统的直接FFT法提高了500倍左右,满足了物位计的技术标准,保证了系统的距离测量精度.     

全相位算法在相控阵天线幅相校正测量中的应用

相控阵天线波束的精确指向对各阵元通道幅相一致性提出了很高的要求,在实际的相控阵天线系统中,各阵元通道幅度和相位不可能完全保持一致,需要对阵列通道幅相误差进行实时地监测和校正。阵列单元校正的本质是对通道幅相误差的精确测量或估计,在现有幅相测量方法的基础上,提出一种全相位时移相位差算法。该算法需对存在时移关系的两输入序列分别进行全相位FFT,直接取主谱线的相位值无需校正即可得到输入信号的中间点相位信息,利用两序列主谱线的相位差求解信号的幅度值。由于全相位FFT具有"相位不变性",此方法能够很好地抑制频谱泄漏。仿真结果表明,该方法可有效避免第一类相位差法在不同步采样时误差较大的情形,测量结果明显优于第一类相位差法。     

提高多普勒雷达测速估计精度的方法

针对连续波多普勒雷达外弹道测速的特点,为了解决频率分辨率与采样频率影响多普勒雷达速度测量精度的问题,提出应用快速傅里叶变换的频谱分析法.该方法基于目标弹道升、降规律对估计频率进行线性调整,能有效提高多普勒雷达的作用距离、测试精度和抗干扰能力,避免由于频率分辨率不够而出现连续相同的速度值.利用信号相邻两次截断后的频谱相位信息能提高频率估计精度.仿真结果和外场试验表明该方法在较低信噪比下,仍可以得到很高的频率估计精度.     

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。     

基于相位校正的直扩接收机抗窄带干扰方法

为提高基带直扩接收机的抗窄带干扰能力,提出了一种相位校正方法.对接收到的基带直扩信号进行FFT变换,然后将其相位谱与+PN码和-PN码的相位谱进行比较.根据比较结果用+PN码或-PN码的相位谱完全替代接收信号的相位谱,同时保持幅度谱不变,进行相位校正后再经IFFT反变换回时域进行相关处理.采用的两种相位比较方法分别是Sum-Absolute Difference (SAD)方法和序列模式距离方法.仿真结果表明采用相位校正方法的直扩接收机在抗白噪声方面要略差于传统相关接收机,但是在抗强窄带干扰方面优于传统相关接收机,其中SAD比较方法性能要优于序列模式距离比较方法.     

提高雷达液位测量精度的频率估计算法研究

线性调频连续波(LFMCW)雷达液位测量系统中,回波信号的频率精确估计是实现液位测量的关键步骤.分析三谱线频偏校正法和双线性幅度(RIFE)改进法两种频率估计算法在频率估计中的优缺点及噪声对频率估计的影响.结合两者的优势,提出一种提高雷达液位测量精度的精确频率估计的优化算法,通过matlab实验仿真,该方法测量精度高、计算量小、具有实现简单、快速实时处理等优点,并且在TMS320VC5509A的DSP信号处理芯片上实现该算法应用.     

基于互模糊函数的时差频差估计算法及实现途径

针对双站无源定位系统中的时差频差测量问题,该文研究了利用互模糊函数对雷达信号进行时差频差联合估计的可行性及算法,分析并推导了常见雷达信号的时差频差估计标准差表达式,给出了典型雷达信号时差频差联合估计的仿真结果及实现途径,仿真结果表明:通过采用并行处理与缩小搜索范围等措施,有效缩短了模糊函数的计算时间.     

基于相位校正的直扩接收机抗窄带干扰方法

为提高基带直扩接收机的抗窄带干扰能力,提出了一种相位校正方法。对接收到的基带直扩信号进行FFT变换,然后将其相位谱与+PN码和-PN码的相位谱进行比较,根据比较结果用+PN码或-PN码的相位谱完全替代接收信号的相位谱,同时保持幅度谱不变,进行相位校正后再经IFFT反变换回时域进行相关处理。文中采用的两种相位比较方法分别是Sum-Absolute Difference (SAD)方法和序列模式距离方法。仿真结果表明采用相位校正方法的直扩接收机在抗白噪声方面要略差于传统相关接收机,但是在抗强窄带干扰方面优于传统相关接收机,其中SAD比较方法性能要优于序列模式距离比较方法。     

基于DFT相位的正弦信号幅度高精度估计

针对利用DFT幅度估计正弦信号幅度因频谱泄漏引起较大误差的问题,首先根据DFT最大谱线的幅度对信号幅度进行粗略估计,然后将采样信号分两段再做DFT,由两个DFT在最大谱线处的相位得到信号的初始相位φ0的估计值,根据φ。估计信号频率与DFT最大谱线对应的频率的偏差δ,利用δ对幅度的粗略估计进行修正,得到信号幅度的高精度估计．Monte Carlo模拟结果表明幅度估计精度大大提高,估计方差接近Cramer Rao下限．     

全数字差拍频率测量方法

针对目前卫星导航系统中原子频率标准的高精度频率测量需求,提出一种全数字差拍频率测量方法,对被测标准频率信号直接进行数字采样,以解决模拟差拍频率测量方法受温度影响大的问题。利用最大似然估计实现相位估计,采用相位差分完成频率测量,并引入小波阈值去噪处理进一步提高相位估计精度。研究结果表明:当测量间隔为1 s、估计点数为3 000时的频率测量精度为2.0×10-14/s,经过小波阈值去噪处理后频率测量精度达到10-15/s量级。     

基于ITER测试平台的谐波—间谐波测量方法

为了解决传统FFT所存在的频谱泄露问题,将双谱线加窗插值FFT和全相位FFT两种方法对信号的谐波和间谐波进行分析,并将两者的分析结果进行比较。仿真结果表明,全相位FFT对于谐波和间谐波的相位分析相对于双谱线加窗插值FFT更加准确,幅度需要进行校正。     

虚拟仪器测量周期信号相位的程序设计

利用快速傅里叶变换（FFT）算法和相关函数算法，基于LabvIEW平台，设计了两个测量周期信号相位的程序，仿真结果是测量数据相对误差在0.02%左右。     

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。     

基于CZT的基波频率测量—更小运算量算法研究

由于周期信号的频谱是线谱,用FFT计算频谱时,需要设置采样频率是基波频率的整数倍,才能采样一个基波周期以最小运算量精确的计算出谐波幅度及相位.本文把CZT算法用于周期信号基波测量,提出了一种小点数多次CZT的运算方法,用4倍的基波频率采样,采样16点施加汉宁窗,合理设置计算路径,在估计的频率范围内求10点CZT,把求频谱的运算量集中在真实谱线附近,多次循环从粗测到细测逐步缩小计算范围提高精度,将计算误差控制在要求的范围内,最后把计算结果经过换算得到基波的频率.仿真结果说明该算法精度高,运算量小,优于直接FFT算法.     

转子测量面形状误差对振动测量的影响

为了有效地识别振动信号中存在的虚假信号,采用全息谱方法对具有时间延迟和相位延迟的理想测量面和典型测量面形状误差转子的振动信号进行了理论分析和试验研究.同时,分析并讨论了两种情况下测量面形状误差引起的虚假振动信号对实际振动信号的影响,总结了两种情形下的振动和全息谱特征,得到了具有测量面形状误差的转子振动信号特征.通过试验和现场数据验证结果,与理论分析结果一致,从而为现场转子测量面形状误差的诊断提供了新的识别理论和方法.     

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%。