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电子科技 2013年第7期26卷 125-128,133页

作者：郑远温博马瑞平中国电子科技集团公司第54研究所北京研发中心河北石家庄050081

采用发射双周期锯齿波并结合MTD处理的方式,实现了LFMCW雷达距离与速度的解耦合。其中,针对多目标场景下的目标配对问题,提出了耦合距离目标配对法。并通过对配对后的目标进行速度解模糊,进而解算出其真实运动参数。仿真结果证明了整个... 详细信息

采用发射双周期锯齿波并结合MTD处理的方式,实现了LFMCW雷达距离与速度的解耦合。其中,针对多目标场景下的目标配对问题,提出了耦合距离目标配对法。并通过对配对后的目标进行速度解模糊,进而解算出其真实运动参数。仿真结果证明了整个处理流程及配对算法的有效性。

关键词：线性调频连续波速度模糊距离速度耦合运动目标检测

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双基地线性FMCW雷达信号模糊函数及分辨特性

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电子与信息学报 2007年第4期29卷 836-840页

作者：张容权黄钰林杨建宇电子科技大学电子工程学院成都610054

该文通过对双基地雷达几何结构和线性调频连续波(FMCW)信号的特点分析,推导了双基地线性FMCW雷达信号的模糊函数,表明模糊函数形状受目标位置的影响;从模糊函数推导出的距离分辨率、速度分辨率、距离速度耦合斜率均是关于目标双基地角... 详细信息

该文通过对双基地雷达几何结构和线性调频连续波(FMCW)信号的特点分析,推导了双基地线性FMCW雷达信号的模糊函数,表明模糊函数形状受目标位置的影响;从模糊函数推导出的距离分辨率、速度分辨率、距离速度耦合斜率均是关于目标双基地角的函数,从而导致目标的分辨特性与目标位置有关。该结论可为这种雷达体制在信号处理和波形设计上提供理论依据。

关键词：双基地雷达线性调频连续波模糊函数距离分辨率速度分辨率距离速度耦合

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近程毫米波LFM探测的数据处理与目标识别研究

近程毫米波LFM探测的数据处理与目标识别研究

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作者：汪小红南京理工大学

学位级别：硕士

毫米波线性调频连续波(LFMCW)雷达以其距离分辨率高、发射功率低、无距离盲区等优点,在近程探测领域具有广泛的应用前景。本文依托实际工程项目,对近程毫米波LFMCW雷达距离速度耦合问题、高分辨率一维距离像以及目标分类识别算法等进行... 详细信息

毫米波线性调频连续波(LFMCW)雷达以其距离分辨率高、发射功率低、无距离盲区等优点,在近程探测领域具有广泛的应用前景。本文依托实际工程项目,对近程毫米波LFMCW雷达距离速度耦合问题、高分辨率一维距离像以及目标分类识别算法等进行了研究,并研制了一套目标识别器以实现信号的实时处理。首先,在分析LFMCW雷达工作原理和差拍信号特点的基础上,对LFMCW雷达的距离速度耦合问题进行了研究;重点分析了MTD技术、基于正负调频斜率的速度估计技术和MTD-频域配对法等距离速度去耦合方法;详细讨论了它们的优缺点,最终选择基于正负调频斜率的速度估计技术来消除距离速度耦合问题;仿真结果验证该方法的有效性。其次,在分析LFMCW雷达一维距离像成像原理的基础上,对提高LFMCW雷达一维距离像的测距精度的方法进行了研究：着重分析了补零法、Chirp-Z变换法以及多相滤波结构的Zoom-FFT法等提高测距精度的方法;详细讨论了这些算法的运算量和实现的难易程度,最终选择补零法作为后端处理器实时实现的算法;针对目标运动对LFMCW雷达一维距离像的影响,给出了基于正负调频斜率的一维距离像的速度补偿方法：仿真结果验证该方法是有效的。再次,讨论了LFMCW雷达一维距离像的姿态敏感性、平移敏感性和幅度敏感性等问题,给出了相应的预处理方法;针对方位敏感性问题给一维距离像用于目标识别带来的影响,给出了平均距离像的预处理方法;仿真结果验证该方法是有效的;重点研究了基于散射中心的目标特征提取的方法,分析了线性判决函数对提取的目标特征进行分类识别的效果;仿真结果验证该目标识别算法的有效性。最后,研究了LFMCW雷达目标识别器的软硬件实现。硬件设计方面,根据信号处理要求,选择FPGA作为目标识别器的处理器芯片,并按功能将其划分为数据采集部分和信号处理部分,重点对各个模块电路进行了详细的设计。软件实现方面,重点研究了数据采集部分的Nand Flash控制,信号处理部分的目标识别算法实现,并对每个子模块进行了仿真。最终通过上位机软件的配合,完成了目标识别器的调试,调试结果表明,该目标识别器性能较好,可以用在近程目标探测中。

关键词： LFMCW 近程探测距离速度耦合一维距离像目标识别 FPGA 数据采集信号处理

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毫米波FMCW雷达多目标检测算法研究

毫米波FMCW雷达多目标检测算法研究

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作者：杜豪大连海事大学

学位级别：硕士

近些年来,毫米波FMCW雷达在复杂环境下的多目标检测渐渐成为许多行业的研究热点,针对毫米波FMCW雷达在多目标场景下存在频谱重叠、虚假目标以及密集频率难以分辨和频率估计精度受限的问题,本文对多目标配对算法、目标频率估计的预处理... 详细信息

近些年来,毫米波FMCW雷达在复杂环境下的多目标检测渐渐成为许多行业的研究热点,针对毫米波FMCW雷达在多目标场景下存在频谱重叠、虚假目标以及密集频率难以分辨和频率估计精度受限的问题,本文对多目标配对算法、目标频率估计的预处理算法和目标频率估计算法展开了研究,具体工作内容如下:(1)对多目标配对算法的研究。针对多目标场景下距离速度耦合产生的差频信号频谱重叠和目标频谱匹配错误产生的虚假目标问题,分析锯齿波和三角波调频方式在距离速度解耦合方面的优劣势,对比了三角波和梯形波调频方式在消除虚假目标方面的性能,最后再结合变周期调频的思想,提出基于变周期三角波结合恒频连续波的改进多目标配对算法,首先通过恒频段对目标频谱对进行第一次筛选,消除大部分虚假目标,再根据真实目标参数不随调制周期参数变换的特性对筛选之后的目标信息再次去除虚假目标,通过仿真实验验证了算法的稳定性和低复杂度。(2)对多目标信号频率估计预处理算法的研究。针对密集频谱中频谱泄漏严重的问题,分析讨论了三种常见窗函数的特性,实验结果表明布莱克曼窗以其旁瓣衰减幅度最大的特性在密集频谱中对抑制旁瓣对频谱峰值的干扰最为明显,且幅值精度最高;又针对FFT处理后的差频信号频谱中目标峰值准确提取的问题,对均值类和有序类以及衍生出的CFAR检测算法在不同环境下进行性能对比分析,实验结果表明,TM-CFAR在频域检测中对目标峰值遮蔽问题和杂波边缘处的虚警和漏警都有所改善且受干扰目标数量影响较小,能够完成对目标频率峰值的准确提取。(3)对多目标信号频率估计算法的研究。针对密集频谱中相近频率难以分辨和频率估计精度低致使目标距离速度测量误差大的问题,提出Zoom-MRife算法,先通过带通滤波Zoom-FFT对目标峰值附近的频谱进行小倍数的细化,提升局部的频率分辨率,后利用M-Rife算法对细化后的频谱进行频率偏差估计,完成频率的精确估计,实验结果显示,该算法具有较低的频率均方根误差且能够分辨密集频率。

关键词： FMCW雷达距离速度耦合多目标配对算法频域CFAR 频谱估计

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基于毫米波雷达的目标检测算法研究

基于毫米波雷达的目标检测算法研究

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作者：盘敏容桂林电子科技大学

学位级别：硕士

车载毫米波雷达是缓解日益增加的交通事故的有效途径之一,国内对77GHz车载毫米波雷达的研究还处在理论研究与实验研制的阶段,相对落后于欧美国家。目标检测算法是毫米波雷达研制的关键技术之一,对其深入研究有十分重要的意义。本文基于... 详细信息

车载毫米波雷达是缓解日益增加的交通事故的有效途径之一,国内对77GHz车载毫米波雷达的研究还处在理论研究与实验研制的阶段,相对落后于欧美国家。目标检测算法是毫米波雷达研制的关键技术之一,对其深入研究有十分重要的意义。本文基于锯齿波体制的毫米波雷达研究了多目标的距离、速度、角度的检测方法,并在MATLAB和雷达模拟器上对算法进行仿真和验证。本文主要研究工作如下:(1)首先阐述了汽车毫米波雷达以及目标检测算法的背景、发展现状以及未来的发展趋势,选择锯齿波线性调频连续波作为发射信号,分析了锯齿波体制存在的速度模糊和距离速度耦合问题,根据毫米波雷达测量的距离范围、速度范围、距离分辨率、角度分辨率等设计波形参数,搭建了目标检测算法流程。(2)其次对目标检测算法流程中的各个模块进行了优化。针对速度模糊和距离速度耦合问题,设计了一种旋转因子解模糊算法,该算法利用128个周期T1和16个周期T2两种周期波形解速度模糊,再测量目标距离;比较了单元平均、有序和反馈式恒虚警检测器在均匀杂波背景环境下的单目标、多目标检测性能,选择性能较好的反馈式恒虚警检测器对信号进行杂波滤除;最后利用德州仪器的AWR1243评估板和DCA1000采集卡在雷达模拟器中采集目标数据验证了算法的可行性,可达到80m的中远距离探测,距离分辨力为AR=0.207m,速度分辨力为Δv=0.1572m/s,测距误差在0.5m以内,测速误差在1.5m/s以内。(3)最后研究了基于FFT与MUSIC的角度估计算法和互质阵列的DOA估计算法。首先利用所检测的目标速度对MIMO雷达分时发射的相位偏移进行补偿,结合FFT与MUSIC算法进行DOA估计,减少谱峰搜索区间来降低运算量;然后研究了互质阵列的拓展方式以及该阵列下的协方差矩阵重构DOA估计算法,该算法通过引入虚拟阵列插值的思想将互质阵列的非均匀虚拟阵列构造成一个均匀的线性阵列,重构均匀线性阵列的协方差矩阵后进行DOA估计,并详细分析了该算法的空间谱、分辨力以及不同快拍数、入射信号源个数以及不同信噪比对均方根误差的影响,协方差矩阵重构DOA估计算法在阵元数为7时可以实现9个信源数的DOA估计,可分辨入射角为θ1=-1.5°,θ2=1.5°时的相邻目标,具有高波达角分辨能力。

关键词：锯齿波目标检测距离速度耦合恒虚警 DOA估计

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针对非合作目标的调频步进编码波形设计方法

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太赫兹科学与电子信息学报 2022年第8期20卷 817-823页

作者：张彦叶春茂鲁耀兵李璋峰北京无线电测量研究所北京100854

雷达对于非合作目标的探测,存在目标微小与速度未知两大困难,而相干积累的方法需要准确探测目标速度,并进行速度补偿,实际应用过程中效果受限。针对此问题提出了一种调频步进编码波形设计方法,可以在速度未知情况下脉间积累,同时在准确... 详细信息

雷达对于非合作目标的探测,存在目标微小与速度未知两大困难,而相干积累的方法需要准确探测目标速度,并进行速度补偿,实际应用过程中效果受限。针对此问题提出了一种调频步进编码波形设计方法,可以在速度未知情况下脉间积累,同时在准确测量速度后宽带合成。首先研究线性调频子脉冲的距离速度耦合特性,通过波形设计抵消脉间目标运动成像位置变化;然后研究调频步进编码波形的宽带合成技术,使所得的高分辨一维距离像无距离混叠。最后,数值仿真实验验证了所提出波形的优势与应用价值。

关键词：调频步进波形距离速度耦合宽带合成信号高分辨距离像

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