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线性调频步进信号雷达目标微多普勒效应分析

空军工程大学学报（自然科学版） 2009年第6期10卷 41-45页

作者：宋美丽周亮罗迎张群 93801部队 63963部队空军工程大学电讯工程学院

线性调频步进信号的距离高分辨能力为目标的精细微多普勒特征提取奠定了基础,因而研究该信号体制雷达的微多普勒效应具有重要意义。在阐述线性调频步进信号成像原理的基础上,研究了线性调频步进信号体制下雷达目标微多普勒效应的产生原... 详细信息

线性调频步进信号的距离高分辨能力为目标的精细微多普勒特征提取奠定了基础,因而研究该信号体制雷达的微多普勒效应具有重要意义。在阐述线性调频步进信号成像原理的基础上,研究了线性调频步进信号体制下雷达目标微多普勒效应的产生原理,分析了距离像走动和卷绕的产生原因,并通过重点分析旋转和振动形式的微动引起的微多普勒效应,比较了其与线性调频信号体制下微多普勒效应的异同,得出了在满足距离像不卷绕条件下目标微动参数与谱图上正弦曲线参数之间的关系,为后续的微多普勒特征提取工作提供了理论基础。仿真计算验证了本文微多普勒效应理论分析的正确性。

关键词：微多普勒线性调频步进信号雷达成像目标识别

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太赫兹雷达的人体微多普勒特征

太赫兹科学与电子信息学报 2019年第5期17卷 760-764页

作者：毕严先杜瑞焦栋郭晓雷李鑫中国电子科技集团公司电子科学研究院北京100191 伯明翰大学工程学院英国西米德兰伯明翰B15 2TT

太赫兹雷达观测的行人微多普勒特征可用于行人检测和识别,在无人车和智能驾驶领域有广泛的应用前景。通过搭建292 GHz太赫兹信号发射和接收环境,利用292 GHz太赫兹雷达观测行人的四肢和躯干摆动引起的微多普勒。本文实验中,首先利用矢... 详细信息

太赫兹雷达观测的行人微多普勒特征可用于行人检测和识别,在无人车和智能驾驶领域有广泛的应用前景。通过搭建292 GHz太赫兹信号发射和接收环境,利用292 GHz太赫兹雷达观测行人的四肢和躯干摆动引起的微多普勒。本文实验中,首先利用矢量信号发生器生成基带信号,然后采用上变频器将基带信号上变频至292 GHz,不同部位的回波信号通过下变频器下变频至基带信号。对回波信号采用短时傅里叶变换处理,提取微多普勒频谱。实验中292 GHz提取的人体微多普勒特征实测结果与仿真结果一致。同时,实验还对比了292 GHz和24 GHz雷达的微多普勒结果。

关键词：太赫兹 292 GHz 微多普勒行人

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基于四元数的弹道目标微多普勒仿真

电光与控制 2013年第11期20卷 65-69页

作者：孙永健程臻付莹北京无线电测量研究所北京100854 空军预警学院武汉430019 中国航天科工集团第二研究院北京100854

微动建模是研究弹道目标微多普勒特征的关键和基础。目前基于Euler角、Euler-Rodrigue公式和齐次坐标的建模方法存在"万向节死锁"、奇异、计算复杂等问题。四元数方法采用4个参数代替矩阵方法的9个参数,能够直观表示三维空间内任意旋转... 详细信息

微动建模是研究弹道目标微多普勒特征的关键和基础。目前基于Euler角、Euler-Rodrigue公式和齐次坐标的建模方法存在"万向节死锁"、奇异、计算复杂等问题。四元数方法采用4个参数代替矩阵方法的9个参数,能够直观表示三维空间内任意旋转,并克服现有方法的缺陷。经过推导,给出了基于四元数的弹道目标进动和摆动微多普勒数学模型表达式。由于减少了矩阵运算,使得目标微多普勒频率的计算更加简单。仿真结果表明,基于四元数旋转的微动建模方法是合理的,为弹道目标的微多普勒特征提取和识别提供了科学依据。

关键词：微多普勒弹道目标四元数目标识别进动

双基FMCW宽带雷达微多普勒特征分析与误差因子补偿

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空军工程大学学报（自然科学版） 2014年第4期15卷 46-50页

作者：刘奇勇张群李晓辉梁颖罗迎空军工程大学信息与导航学院陕西西安710077 294789 部队江苏南京210000

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... 详细信息

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。

关键词：调频连续波宽带雷达微多普勒最小熵准则

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双旋翼直升机旋翼的微多普勒特性分析

火力与指挥控制 2015年第2期40卷 9-12页

作者：陈鹏郝士琦胡以华李政脉冲功率激光技术国家重点实验室合肥230037 电子工程学院合肥230037

目前,国内外对双旋翼直升机的微多普勒特性研究相对还很少。建立了直升机旋翼回波的微多普勒模型,并基于该模型,分别计算了共轴式、横列式、纵列式以及交叉式双旋翼直升机的微多普勒。研究结果表明,不同种类的双旋翼直升机旋翼的微多普... 详细信息

目前,国内外对双旋翼直升机的微多普勒特性研究相对还很少。建立了直升机旋翼回波的微多普勒模型,并基于该模型,分别计算了共轴式、横列式、纵列式以及交叉式双旋翼直升机的微多普勒。研究结果表明,不同种类的双旋翼直升机旋翼的微多普勒特性不同,通过对双旋翼直升机旋翼的微多普勒进行分析,可以对双旋翼直升机进行初步分类,为下一步双旋翼直升机的微多普勒识别提供了参考和借鉴。

关键词：微多普勒双旋翼直升机分析识别

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谐振区自旋目标微多普勒效应研究

现代雷达 2015年第11期37卷 8-11页

作者：周城宏钱卫平北京跟踪与通信技术研究所北京100094

微多普勒模型建立在散射中心假设基础上,将目标抽象为散射点集,适用范围局限于光学区电磁散射。文中针对谐振区目标微多普勒效应进行研究,利用电磁散射方法对典型几何体的微多普勒进行仿真计算,模拟了典型散射体在典型运动模式下的微多... 详细信息

微多普勒模型建立在散射中心假设基础上,将目标抽象为散射点集,适用范围局限于光学区电磁散射。文中针对谐振区目标微多普勒效应进行研究,利用电磁散射方法对典型几何体的微多普勒进行仿真计算,模拟了典型散射体在典型运动模式下的微多普勒瞬时频谱分布,发现瞬时微多普勒呈现一定频谱分布,与光学区的微多普勒特征呈现本质区别。

关键词：谐振区微多普勒刚体动态目标自旋电磁散射频谱

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雷达目标微多普勒特征提取及分析

雷达目标微多普勒特征提取及分析

作者：叶艺山厦门大学

学位级别：硕士

微多普勒效应是日常活动中随处可见的一种现象,并且微多普勒效应拥有对目标微动特征的精细刻画能力,这使得其在目标识别领域一直都是一个研究热点。微多普勒分量分离以及特征参数估计则是进行基于微动目标识别的重要前提,本文在不同的... 详细信息

微多普勒效应是日常活动中随处可见的一种现象,并且微多普勒效应拥有对目标微动特征的精细刻画能力,这使得其在目标识别领域一直都是一个研究热点。微多普勒分量分离以及特征参数估计则是进行基于微动目标识别的重要前提,本文在不同的场景下对微多普勒效应进行特征分析,主要工作包括:1.微多普勒效应研究,针对典型的微动模型给出基于散射点模型以及电磁计算模型两种仿真方式;通过理论推导方式给出脉冲压缩以及宽带去斜的信号模型,并得到微动瞬时频率表达式;介绍时频变换理论,分析不同方式的优缺点;最后进行微动回波模拟,并提取目标微多普勒特征。2.针对窄带条件下多散射点微动目标回波分量分离以及特征参数估计的问题,利用正弦调频变换原理结合微动回波信号特征实现微多普勒分量分离及参数估计。该方法相比于传统方式,不依赖于时频分析的结果,能够有效避免因时频图分辨率差以及交叉项干扰导致参数估计精度下降的问题;对多散射点分量之间相互影响的问题,结合CLEAN算法的思想实现分量的逐次分离与重构,解决散射点遮掩问题。3.结合宽带回波距离高分辨的特点,讨论基于相位导出测距的宽带微多普勒特征分析方法。首先对相位导出测距方法的原理进行介绍,分析相位模糊问题并验证;在此基础上针对起始相位模糊以及脉冲间相位增量模糊问题,提出了结合消均值以及延迟共轭相关的新的相位解模糊方法。最后通过单散射点以及多散射点实验验证相位解模糊算法的正确性,并且在微多普勒模糊度较高的情况下仍然适用。

关键词：微多普勒特征提取相位测距

Φ200mm微多普勒效应激光雷达相干探测系统及实验研究

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Φ200mm微多普勒效应激光雷达相干探测系统及实验研究

作者：董晶烟台大学

学位级别：硕士

目标由于自身的转动或振动会对雷达回波信号产生频率调制，这种调制引起调制引起回波信号频率展宽的现象称为微多普勒效应。微动产生的微多普勒效应为目标探测和识别提供了一种新的途径，具有相当广阔的应用前景，因此运动目标微多普勒... 详细信息

目标由于自身的转动或振动会对雷达回波信号产生频率调制，这种调制引起调制引起回波信号频率展宽的现象称为微多普勒效应。微动产生的微多普勒效应为目标探测和识别提供了一种新的途径，具有相当广阔的应用前景，因此运动目标微多普勒效应的研究受到广泛的关注。本文介绍了微多普勒效应激光雷达探测的研究背景和国内外研究现状;然后设计建立了一套200mm口径激光雷达相干探测系统，该系统工作波长1550nm，光路采用全光纤设计，有效提高了光能利用率。利用该系统分布对由目标振动引起的微多普勒效应和因目标进行旋转引起的微多普勒效应进行实验研究，获取相应的信号数据。采用时频分析和小波多尺度分析想结合的方法对微多普勒信号做了信号处理，结果表明：时间-频域联合分析方法可有效地提取运动目标的微多普勒效应特征。利用这些特征可区分和识别不同运动目标，并能估计目标的运动参数，为目标的探测、分类和识别提供了一条有效得到途径。

关键词：微多普勒相干激光雷达(CLR) 时频分析小波多尺度分析光学外差探测振动特征转动特征

基于深度学习的微多普勒雷达图像去噪和人体行为识别

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基于深度学习的微多普勒雷达图像去噪和人体行为识别

作者：黄丹阳天津大学

学位级别：硕士

利用微多普勒雷达对人体行为进行识别,在灾后搜救、智能家居、无人驾驶、安全监控等领域都有广泛的应用,具有极大的研究价值。面向实际应用,本文开展了微多普勒雷达图像去噪和人体行为识别的研究,分别提出了去噪模型和人体行为识别模型... 详细信息

利用微多普勒雷达对人体行为进行识别,在灾后搜救、智能家居、无人驾驶、安全监控等领域都有广泛的应用,具有极大的研究价值。面向实际应用,本文开展了微多普勒雷达图像去噪和人体行为识别的研究,分别提出了去噪模型和人体行为识别模型,并利用雷达仿真数据和实测数据对所提模型的性能进行了评估,主要研究内容及创新性工作如下。为了去除微多普勒雷达图像中的噪声,提出了一种基于生成对抗网络(Generative Adversarial Networks,GAN)的去噪模型。为了避免神经网络前馈过程存在的信息损失,设计了行为特征表示网络,通过额外引入谱图的行为类别信息对模型进行约束。从像素分布、语义判别和人体行为特征三个方面构造了新的损失函数,有效提升了模型的性能。在仿真和实测雷达数据集上进行了去噪实验,结果表明:所提出的模型具有良好的去噪性能,可以自适应地去除雷达图像中多种强度的噪声。本文基于距离-多普勒(Range-Doppler,RD)序列的微多普勒信号表示,提出了一种联合卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)和循环神经网络(Recurrent Neural Networks,RNN)的人体行为识别模型,该模型以RD序列为输入,通过优化的CNN结构,实现了RD特征的提取。再将RD特征序列输入RNN,通过学习特征序列的双向语义来完成人体行为识别。为了进一步提高模型的识别准确率,本文还设计了一种新的注意力机制,这种机制基于数据的时序特性,为RD特征序列分配了时序上的注意力。利用实测雷达数据进行了人体行为识别实验,结果表明:所提出的模型不仅具有较好的人体行为识别性能,还对多种时长的微多普勒雷达信号具有很高的鲁棒性。最后,本文将提出的去噪模型和行为识别模型整合成去噪-识别级联系统,并利用含有噪声的RD序列对级联系统的人体行为识别性能进行了评估。实验结果表明:所构建的级联系统不仅对噪声具有较强的鲁棒性,还可以基于多种时长的雷达信号进行人体行为识别。

关键词：微多普勒雷达图像去噪人体行为识别深度学习注意力机制