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一种LFMCW雷达距离速度去耦合方法

现代雷达 2008年第11期30卷 44-47页

作者：吴礼彭树生肖泽龙是湘全南京理工大学电子工程与光电技术学院南京210094

宽带线性调频连续波雷达应用非常广泛,但目标运动会带来距离与速度耦合的问题从而使距离谱产生模糊。文中在分析目标回波信号基础上,提出了一种基于Radon-Ambiguity变换与分数阶傅里叶变换的距离速度去耦合新方法。该方法利用Radon-Ambi... 详细信息

宽带线性调频连续波雷达应用非常广泛,但目标运动会带来距离与速度耦合的问题从而使距离谱产生模糊。文中在分析目标回波信号基础上,提出了一种基于Radon-Ambiguity变换与分数阶傅里叶变换的距离速度去耦合新方法。该方法利用Radon-Ambiguity变换和分数阶傅里叶变换分别估计回波信号的调频率和估计初始频率,最终实现距离速度去耦合。仿真结果验证了该算法的有效性,算法同时具有速度快、精度高等优点。

关键词： Radon-ambiguity变换分数阶傅里叶变换线性调频连续波雷达距离速度去耦合

一种多目标FMCW雷达的高效距离速度测量方法

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电子学报 2016年第9期44卷 2148-2157页

作者：邢自然朱冬晨金星上海科技大学信息科学与技术学院上海200120 中科院上海微系统与信息技术研究所上海200050

为实现FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)雷达在复杂多目标场合的无模糊测量,本文提出了一种梯形波调制方式,并首次推导了其在最坏情况下的虚假匹配结果数.在此基础上,本文创新地设计了快速中频容差匹配算法(TFBM,Tolerance-Fa... 详细信息

为实现FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)雷达在复杂多目标场合的无模糊测量,本文提出了一种梯形波调制方式,并首次推导了其在最坏情况下的虚假匹配结果数.在此基础上,本文创新地设计了快速中频容差匹配算法(TFBM,Tolerance-Fast Beat frequency Matching)和虚假目标消除算法(FGTC,Fast Ghost Targets Canceling)及其对应的容差匹配条件.其中TFBM算法可以根据一个梯形周期的测量结果,容差、快速地找出所有可能的匹配;FGTC算法可以消除TFBM算法结果中的虚假目标.严格地理论推导和仿真结果表明,在梯形波调制下的FMCW雷达配合使用TFBM和FGTC算法不仅可以无模糊测量多目标的速度、距离信息,而且可以显著地降低计算复杂度.

关键词： FMCW 梯形波调制多目标测量距离速度去耦合快速配对算法

一种基于分时发射技术的双线性间断调频准连续波雷达的研究

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电子学报 2010年第3期38卷 695-699页

作者：刘高辉高勇西安理工大学电子工程系陕西西安710048

为解决常规线性调频雷达存在的距离速度耦合和近距离盲区等问题,提出一种采用大占空比双线性间断调频脉冲信号的准连续波体制雷达.该雷达在一个脉冲重复周期内分时交替发射频谱互不重叠的两个线性调频脉冲信号,接收机通过发射信号分离、... 详细信息

为解决常规线性调频雷达存在的距离速度耦合和近距离盲区等问题,提出一种采用大占空比双线性间断调频脉冲信号的准连续波体制雷达.该雷达在一个脉冲重复周期内分时交替发射频谱互不重叠的两个线性调频脉冲信号,接收机通过发射信号分离、Stretch处理、时域互相关、FFT、运动补偿等过程可以在一个脉冲重复周期内获得运动目标的速度估计值和距离估计值.本文首先给出了该雷达的信号模型和距离速度去耦合原理,分析了系统性能,最后讨论了尚需解决的关键问题.

关键词：准连续波雷达 Stretch处理距离速度去耦合近距离盲区

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LFMCW雷达多目标MTD-速度配对法

电波科学学报 2005年第6期20卷 712-715页

作者：肖汉杨建宇熊金涛电子科技大学电子工程学院四川成都610054

为解决多目标环境下对称三角LFMCW雷达上/下扫频段目标配对困难的问题,提出了一种利用运动目标在上/下扫频段频谱的对称性,并结合各个目标模糊多普勒速度的差异,实现上/下扫频段目标的准确配对及距离速度去耦合。仿真结果证明了该方法... 详细信息

为解决多目标环境下对称三角LFMCW雷达上/下扫频段目标配对困难的问题,提出了一种利用运动目标在上/下扫频段频谱的对称性,并结合各个目标模糊多普勒速度的差异,实现上/下扫频段目标的准确配对及距离速度去耦合。仿真结果证明了该方法的有效性。

关键词： LFMCW雷达动目标检测距离速度去耦合

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对称三角线性调频连续波信号模糊函数分析

电子学报 2004年第3期32卷 353-356页

作者：张容权杨建宇熊金涛向敬成电子科技大学电子工程学院四川成都610054

本文从对称三角线性调频连续波雷达体制的特点出发 ,导出了对称三角线性调频连续波信号模糊函数 ,分析了它的特点 ;阐明了它与单斜率线性调频连续波信号和脉冲LFM信号模糊函数的区别 ;从模糊函数的角度分析说明了采用对称三角线性调频... 详细信息

本文从对称三角线性调频连续波雷达体制的特点出发 ,导出了对称三角线性调频连续波信号模糊函数 ,分析了它的特点 ;阐明了它与单斜率线性调频连续波信号和脉冲LFM信号模糊函数的区别 ;从模糊函数的角度分析说明了采用对称三角线性调频连续波信号相对于单斜率线性调频连续波信号可以大大提高目标的分辨力。

关键词：对称三角线性调频连续波雷达模糊函数距离速度去耦合雷达信号处理

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车载LFMCW雷达多运动目标探测算法研究

传感器与微系统 2011年第6期30卷 26-29页

作者：毕欣杜劲松中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016 中国科学院研究生院北京100039

针对传统的线性调频连续波(LFMCW)雷达在进行运动多目标配对的局限性,提出结合变周期LFMCW作为发射信号波形,采用质心凝聚处理进行多目标配对的新方法,有效提高了处理算法的实时性,合理设置凝聚中心宽度阈值,可实现目标的准确配对和距... 详细信息

针对传统的线性调频连续波(LFMCW)雷达在进行运动多目标配对的局限性,提出结合变周期LFMCW作为发射信号波形,采用质心凝聚处理进行多目标配对的新方法,有效提高了处理算法的实时性,合理设置凝聚中心宽度阈值,可实现目标的准确配对和距离速度去耦合,测试结果显示:配对误差均控制在5%以内。

关键词：线性调频连续波变周期运动目标检测距离速度去耦合

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线性调频连续波激光雷达测量方法研究

激光与光电子学进展 2011年第2期48卷 80-86页

作者：曾朝阳张晓永贾鑫装备指挥技术学院光电装备系北京101416 武汉军事代表局驻焦作地区代表室河南焦作454001

线性调频连续波激光雷达在光电器件响应速度有限的条件下,要满足较高的距离分辨率的测量要求,就需要比同体制微波雷达大得多的相对带宽。这就导致线性调频连续波微波雷达的距离与速度去耦合方法不能被直接应用。针对探测近距高速运动目... 详细信息

线性调频连续波激光雷达在光电器件响应速度有限的条件下,要满足较高的距离分辨率的测量要求,就需要比同体制微波雷达大得多的相对带宽。这就导致线性调频连续波微波雷达的距离与速度去耦合方法不能被直接应用。针对探测近距高速运动目标和实时性高的要求,根据激光雷达目标回波的特点,提出了一种快速线性调频信号参数估计方法,利用均匀分成两段的中频信号的傅里叶变换来获取目标的距离与速度信息。在目标距离50m,速度1000m/s,中频信噪比为0的仿真条件下,雷达测距误差小于15mm,测速误差小于10m/s。仿真实验表明,该方法具有较高的测量精度和较强的抗干扰能力。

关键词：测量激光雷达参数估计距离速度去耦合线性调频连续波

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空中虚拟靶标技术的研究

空中虚拟靶标技术的研究

作者：章聪南京理工大学

学位级别：硕士

本文提出了一种空中虚拟靶标系统,能够以较低的成本完成武器系统的打击精度评定。本系统依托实际打靶测试场景,基于一发多收的近程双/多基地雷达探测体制,采用毫米波段线性调频连续波(LFMCW)信号,通过纯距离定位并跟踪武器打击位置及状... 详细信息

本文提出了一种空中虚拟靶标系统,能够以较低的成本完成武器系统的打击精度评定。本系统依托实际打靶测试场景,基于一发多收的近程双/多基地雷达探测体制,采用毫米波段线性调频连续波(LFMCW)信号,通过纯距离定位并跟踪武器打击位置及状态,将打靶信息与预期结果对比,实现武器系统的评定。首先,分析了系统的各项参数选择。主要包括双基地雷达目标截面积的仿真,LFMCW信号的调制带宽、调制频率选择,功率预算等,利用仿真结果确定了系统方案及参数的可行性。其次,研究了系统的定位性能及优化算法。重点分析了二维平面与三维空间情况下,系统的定位精度与目标位置的关系,并通过仿真结果比较了数据优选和动态加权两种多基地数据融合算法的效果。第三,推导了基于纯距离定位LFMCW信号的双/多基地雷达模糊函数。利用推导的模糊函数分析了距离和速度分辨力,从双基地基本多普勒关系和模糊函数两个角度研究了距离速度耦合斜率与位置的关系。第四,详细分析了距离速度去耦合方法。推导了纯距离定位的双基地雷达差拍信号公式,利用基于三角波正负斜率调频的频域配对法,研究了针对单目标及多目标的频域配对步骤,同时讨论了利用分数傅里叶变换来提取中心频率的方法。最后,讨论了利用扩展卡尔曼滤波(EKF)进行轨迹跟踪的方法。根据相应数学模型,建立了目标运动模型与量测模型,分析了卡尔曼滤波过程中的野值剔除问题,同时给出了二维平面与三维空间情况下的EKF滤波算法公式、流程及仿真结果。

关键词：虚拟靶标纯距离定位定位精度模糊函数距离速度去耦合轨迹跟踪

基于信道化结构的LFMCW雷达信号处理研究

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基于信道化结构的LFMCW雷达信号处理研究

作者：胡文华西安电子科技大学

学位级别：硕士

线性调频连续波(LFMCW)雷达通过对连续波进行频率调制来获取被测目标距离与速度信息。由于其具有无测距盲区、测距测速精度高、发射信号时宽带宽积大、接收灵敏度高、结构简单等优点,得到了国内外学者的重视,LFMCW雷达的理论研究、关键... 详细信息

线性调频连续波(LFMCW)雷达通过对连续波进行频率调制来获取被测目标距离与速度信息。由于其具有无测距盲区、测距测速精度高、发射信号时宽带宽积大、接收灵敏度高、结构简单等优点,得到了国内外学者的重视,LFMCW雷达的理论研究、关键技术及其应用得到了迅速发展。其中,运动目标距离速度去耦合方法以及强目标背景下的弱小目标检测算法是LFMCW雷达信号处理的重要研究方向,也是本文研究的重点。本文首先研究了一种传统的基于差拍傅里叶-频域配对法的LFMCW雷达信号处理算法。由于LFMCW雷达在发射单一调频斜率的连续波时被测动目标差拍信号频率会出现偏移,导致无法获取准确的目标信息。因此该方法中雷达发射信号采用三角波形调制连续波,根据运动目标差拍频率在对称三角形调频连续波正、负斜率频段会出现对称偏移的特点,采用差拍傅里叶-频域配对法对目标回波进行处理,将同一个目标在正、负斜率扫频段的两个频谱进行配对,消除运动目标多普勒频率的影响,得到被测目标的真实距离与速度。该方法的优点是结构简单,易于实现,但在检测具有大动态范围的多目标差拍信号时,容易出现弱小目标无法被检测的情况。鉴于差拍傅里叶-频域配对法存在的问题,本文提出了一种基于信道化结构的LFMCW雷达信号处理新方法。该方法采用信道化结构替代传统的差拍傅里叶方法,对不同目标差拍信号频率进行检测后完成配对,实现动目标的距离速度去耦合。针对差拍傅里叶方法在检测大动态范围的多目标差拍信号时出现丢失弱小目标的问题,本文设计了高阻带衰减的原型滤波器,利用信道化结构完成强目标背景下弱小目标的检测。文中最后利用MATLAB仿真验证了基于信道化结构LFMCW雷达信号处理方法的有效性,并与传统的基于差拍傅里叶结构方法在检测弱小目标问题上进行了对比,仿真结果表明在多目标环境下,本文提出的方法可以准确测出各目标的距离、速度。当原型低通滤波器阻带衰减满足要求时,该方法可以用于弱小目标的检测,并达到较好的效果。

关键词：线性调频连续波雷达距离速度去耦合数字信道化原型滤波器多相结构