检索结果-南通市图书馆

国防科技大学学报 2003年第1期25卷 65-67页

作者：陈建云王跃科刘辉国防科技大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073

阐述了基于DS/SS(直接序列扩频)的高分辨率扩频自导声纳系统的一种多普勒匹配方法。通过理论分析和仿真计算,证明基于czt多普勒频偏匹配算法可以在极低信噪比条件下有效估计多普勒频偏和目标速度。

关键词：直接序列扩频扩频自导声纳系统仿真 czt算法水声扩频多普勒匹配方法水声信号处理

基于级数反演的弹载SAR下降段czt成像算法

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电子与信息学报 2010年第12期32卷 2861-2867页

作者：周鹏周松熊涛李亚超邢孟道西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室西安710071

导弹下降段飞行速度快、飞行轨迹复杂,并且弹上成像实时性要求较高,给弹载SAR成像算法提出了新的要求。针对上述问题,该文提出了基于级数反演的czt成像算法。文中首先给出了下降段点目标斜距表达式,并用泰勒级数对斜距进行高阶展开,接... 详细信息

导弹下降段飞行速度快、飞行轨迹复杂,并且弹上成像实时性要求较高,给弹载SAR成像算法提出了新的要求。针对上述问题,该文提出了基于级数反演的czt成像算法。文中首先给出了下降段点目标斜距表达式,并用泰勒级数对斜距进行高阶展开,接着用级数反演法得到了信号2维频谱高阶近似表达式,然后详细分析了频谱中各项的空变性对成像的影响,并在此基础上推导了改进的czt成像算法并分析了其运算量。该算法能够精确校正空变的距离徙动,所有操作都由快速傅里叶变换和相位点乘完成,具有较高的效率。仿真结果证明,该文算法能够在下降段实现全孔径高精度成像。

关键词：弹载SAR 级数反演 czt算法

基于舒勒原理确定惯性元件标度系数的应用研究

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哈尔滨工程大学学报 2006年第5期27卷 728-732页

作者：程建华黄卫权赵琳单丹萍徐涌来哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001

针对平台式惯性导航系统陀螺仪和加速度计在动态使用过程中更换无法重新精确标定的问题,文中提出了利用舒勒周期振荡确定陀螺仪和加速度计标度系数的方法.采用FFT算法实现了系统振荡周期计算,在FFT算法无法满足测量精度的条件下,采用线... 详细信息

针对平台式惯性导航系统陀螺仪和加速度计在动态使用过程中更换无法重新精确标定的问题,文中提出了利用舒勒周期振荡确定陀螺仪和加速度计标度系数的方法.采用FFT算法实现了系统振荡周期计算,在FFT算法无法满足测量精度的条件下,采用线性调频z变换大大提高了振荡周期测量精度.计算机仿真和试验结果表明:该方法能快速、准确地实现对惯性元件标度系数的标定.

关键词：平台式惯性导航系统舒勒原理惯性元件标度因数 FFT算法 czt算法

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一种低信噪比TDMA信号的载波同步算法

信号处理 2010年第9期26卷 1329-1333页

作者：王军杰彭华曹鹏解放军信息工程大学河南郑州450002

本文深入研究了基于FFT运算进行相位扩展的宽范围自相关函数法和宽范围L&R算法,分析了这两种载波频偏估计算法的性能。在此基础上,本文结合TDMA信号的前导字和czt(chirp z-transform)算法的高频率分辨率特性,设计了适于低信噪比信号的... 详细信息

本文深入研究了基于FFT运算进行相位扩展的宽范围自相关函数法和宽范围L&R算法,分析了这两种载波频偏估计算法的性能。在此基础上,本文结合TDMA信号的前导字和czt(chirp z-transform)算法的高频率分辨率特性,设计了适于低信噪比信号的宽范围载波同步改进算法。该算法利用TDMA信号的前导字进行数据辅助(DA)型载波同步,有效地缩小了低信噪比信号的频偏范围;再利用czt算法进一步缩小频偏范围,最后利用非数据辅助型(NDA)自相关函数法得到精确的载波频偏。改进算法的计算复杂度略高于宽范围自相关函数法,而远低于宽范围L&R算法。通过仿真比较,改进算法对低信噪比(SNR)环境(3-6dB)中的信号具有良好且稳定的估计性能。

关键词：载波同步低信噪比 TDMA czt算法

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汽车防撞毫米波雷达系统参数优化设计

电讯技术 2011年第7期51卷 77-80页

作者：周刚吴杰河南工业大学电气工程学院郑州450007

通过分析汽车间相对速度和安全距离的关系,提出线性调频连续波(LFMCW)雷达距离和速度测量指标。根据测量范围及分辨率要求,制定了信号处理指标。分析了雷达前端工作参数与测量指标及信号处理技术参数间的制约关系。通过分析差拍频率和... 详细信息

通过分析汽车间相对速度和安全距离的关系,提出线性调频连续波(LFMCW)雷达距离和速度测量指标。根据测量范围及分辨率要求,制定了信号处理指标。分析了雷达前端工作参数与测量指标及信号处理技术参数间的制约关系。通过分析差拍频率和多普勒频率的范围及耦合关系,讨论了前端中心频率和调频频率应满足的关系。通过时频分析研究了测量分辨率指标与频域分辨率间的关系。协调修订关键参数,采用czt算法优化信号处理过程。给出了系统参数制定的方法和步骤,该方法可准确快速制定LFMCW雷达系统工作参数。

关键词：汽车防撞线性调频连续波雷达工作参数 czt算法优化设计

基于FMCW MIMO雷达的距离角度估计方法设计与实现

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基于FMCW MIMO雷达的距离角度估计方法设计与实现

作者：张熙朝海南大学

学位级别：硕士

毫米波技术在自动驾驶、航空航天、医疗诊断、雷达目标检测等领域具有广泛的应用。通过同时使用多个发射和接收天线,多输入多输出(Multiple-Input MultipleOutput,MIMO)毫米波雷达在空域形成虚拟阵元从而增大阵列孔径,实现高分辨率空域... 详细信息

毫米波技术在自动驾驶、航空航天、医疗诊断、雷达目标检测等领域具有广泛的应用。通过同时使用多个发射和接收天线,多输入多输出(Multiple-Input MultipleOutput,MIMO)毫米波雷达在空域形成虚拟阵元从而增大阵列孔径,实现高分辨率空域目标识别。调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)信号处理技术可以有效地抵抗干扰和噪声,从而提升目标的检测精度。因此,本文将FMCW技术应用于MIMO毫米波雷达,研究基于FMCW MIMO雷达的距离角度估计方法设计与硬件实现。本文的主要工作如下:首先,本文从理论出发分析了FMCW雷达的信号模型和测距原理,继而推导了FMCW MIMO的雷达信号模型和测角原理,研究了经典FMCW MIMO雷达距离-角度估计算法,并仿真分析了波达方向(Direction of Arrival,DOA)算法。其次,本文对FMCW MIMO雷达距离角度估计方法的硬件设计进行了需求分析,提出一种先通过二维快速傅立叶变换(2D-Fast Fourier Transform,2D-FFT)算法粗略估计出目标的距离角度信息,之后分别用单参数估计的线性调频Z变换(Chirp-Z Transform,czt)算法和实值化局部多重信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)算法对目标距离和角度进行精准的估计方法。之后对所提距离角度估计方法进行仿真和真实数据的处理验证,验证了该方法的可行性和有效性。接下来从开发平台选取、数据格式选择、实现流程分析和设计模块划分等方面对该方法的硬件实现进行了可行性设计。最后,使用现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)芯片对所提方法进行了真实数据的处理与验证。重点研究了单参数估计的czt算法的FPGA实现,通过快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)和CORDIC算法实现在FPGA上对频率未知信号的固定频率窗口细化,从而得到精确估计的距离值。同时也细致研究了实值化局部MUSIC算法的FPGA实现,首先使用线性变换矩阵将输入数据实值化,并求出其实值协方差矩阵,之后进行特征分解,采用时分复用BLV结构的并行单/双边Jocabi迭代算法,获得实值协方差矩阵的特征向量和特征值,通过特征向量和粗略估计角度输入到局部谱峰搜索部分,得到精确估计的角度值。最终,将本文所提距离角度估计方法在FPGA中运行,对比FPGA与仿真软件输出结果,验证了该方法在FPGA上实现的正确性。

关键词： FMCW MIMO雷达距离角度估计 FPGA czt算法 MUSIC算法

用CHIRP-Z变换法识别小阻尼系统的品质因数

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振动与冲击 1997年第3期16卷 42-44页

作者：罗文波王莉哈尔滨工业大学航天工程与力学系哈尔滨工业大学分析测试中心

本文利用线性调频Z变换法(即CHIRP-Z变换法,以下简称czt算法)及加指数窗的方法,从分辨率较差的数据中,识别品质因数.仿真计算表明,该方法具有相当高的精度.本方法已被编制在集数据采集、频谱分析:结果输出为一体的软件包内,并在哈尔滨... 详细信息

本文利用线性调频Z变换法(即CHIRP-Z变换法,以下简称czt算法)及加指数窗的方法,从分辨率较差的数据中,识别品质因数.仿真计算表明,该方法具有相当高的精度.本方法已被编制在集数据采集、频谱分析:结果输出为一体的软件包内,并在哈尔滨市某研究所应用,效果良好.

关键词：阻尼 Z变换品质因数振动抑制 czt算法

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FMCW雷达水位计的设计

FMCW雷达水位计的设计

作者：顾云龙重庆大学

学位级别：硕士

水位计是水文监测中不可或缺的关键,传统的水位测量方式主要有以下几种:水位标尺、超声波测距以及激光测距,但都存在测量精度易受环境影响的缺点。随着雷达技术的发展,其中FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)雷达测距方式因其... 详细信息

水位计是水文监测中不可或缺的关键,传统的水位测量方式主要有以下几种:水位标尺、超声波测距以及激光测距,但都存在测量精度易受环境影响的缺点。随着雷达技术的发展,其中FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)雷达测距方式因其测量精度高、结构简单、体积小、成本低、无测量盲区等优势逐渐受到人们的重视,也是当下国内外的研究热点。本文在研究当前对FMCW雷达水位计的应用需求的基础上,设计了一款基于DSP28335的FMCW雷达水位计,提出了整体的设计方案,设计了相关的硬件与软件系统,最后对整个系统各个功能模块进行的测试。主要研究工作如下:(1)调研了当前国内外关于FMCW雷达测距的研究现状,总结国内外的发展趋势和存在的问题,提出本文的研究目标,确定研究内容。(2)研究了FMCW雷达工作原理、锯齿波测距原理以及影响FMCW雷达测距精度的因素,并在此基础上确定整体设计方案。(3)确定了系统的硬件设计方案及器件选型。选择32位浮点控制器DSP28335作为设计的核心处理模块,选择德国InnoSent公司的IVS-167雷达传感器作为系统的雷达模块。(4)研究对比了压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator,VCO)的线性校正方法,并基于成本、复杂度以及系统需要选择了开环校正法。经过校正,VCO的线性度得到明显的改善,线性度由4.5%提高到0.126%。(5)研究介绍了FMCW雷达差频信号的处理算法,并对FFT(Fast Fourier Transform)算法、Zoom-FFT以及czt(Chirp Z-transform)算法进行了仿真对比,仿真结果表明:czt算法的频率分辨率<1Hz。(6)完成了系统的硬件与软件系统,对硬件各模块进行了测试,并利用MATLAB软件GUI工具设计了上位机界面。最后搭建了FMCW雷达水位计的测试平台,测试结果表明:FMCW雷达水位计在30m内总体测量误差为4.8cm,测量精度0.16%,在15m内总体测量误差为1.4cm,测量精度0.093%,满足一般水位计对测量精度的要求。

关键词： FMCW雷达水位计 IVS-167 线性校正 czt算法

FMCW雷达心率检测中的模态分解方法及其优化技术研究

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FMCW雷达心率检测中的模态分解方法及其优化技术研究

作者：张燕烟台大学

学位级别：硕士

随着全球老龄化问题日益严重,为保障生命安全,对心率(Heart Rate,HR)和呼吸频率(Respiratory Rate,RR)等生命体征的检测成为了亟待解决的关键问题。在医学研究领域,通过调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)雷达发射... 详细信息

随着全球老龄化问题日益严重,为保障生命安全,对心率(Heart Rate,HR)和呼吸频率(Respiratory Rate,RR)等生命体征的检测成为了亟待解决的关键问题。在医学研究领域,通过调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)雷达发射电磁信号,感知心肺活动引起的胸腔运动,进而实现非接触式心率检测具有不可取代的优势。然而,由于心率检测易受噪声、呼吸基波及其谐波和身体微动等多种干扰,从而大大降低了心率检测的准确度。本文对两种低运算量和性能优越的分解算法——变分模态提取(Variational Mode Extraction,VME)算法和希尔伯特振动分解(Hilbert Vibration Decomposition,HVD)算法展开了研究。主要创新点有如下几个方面:(1)针对VME算法参数设置不合适所引起的模态分量提取错误的问题,本文提出了一种GA-VME方法。利用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)对VME算法的参数进行优化,有效解决了传统VME算法的自身缺陷。并通过对多种人工智能算法的性能评估,验证了GA-VME方法在心率检测中的优越性。(2)针对VME算法无法消除人体微动对心率检测干扰的问题,提出了一个HVD级联VME的新方案。首先,利用HVD算法有效消除了人体微动的干扰,以获取生命体征信号。然后,利用VME算法分离出纯净的心跳信号。最后,采用线性调频Z变换(Chirp-Z Transform,czt)算法对所提取的心跳信号进行高精度频率估计,显著提高了心率检测准确度。(3)将HVD算法、GA-VME方法以及czt算法进行结合,提出了一种新型的基于H-G-V方法的心率检测方案。基于以上方案,本文搭建了FMCW雷达的心率检测硬件平台,对AWR1642雷达传感器等信号采集设备进行了详细介绍,并使用平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)作为评价指标,分析了人体静止和微动状态下的误差。实验结果表明:人体在静止状态下,所提方案心率检测的平均MAE值为1.14次/分钟;在微动状态下,所提方案心率检测的平均MAE值为1.55次/分钟,验证了所提方案在人体处于静止和微动状态下都有较高的检测精度,并具备可行性。

关键词： FMCW雷达心率检测 VME算法 HVD算法 czt算法

基于霍夫变换的FMCW雷达生命体征检测技术研究

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基于霍夫变换的FMCW雷达生命体征检测技术研究

作者：李琪童烟台大学

学位级别：硕士

随着医疗技术的逐步发展,尤其经过全球流行病毒COVID-19后人们对于身体的健康检测需求也逐渐增多,特别是非接触测量。非接触式的生命体征检测设备中调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)雷达由于其可以从回波中频信号... 详细信息

随着医疗技术的逐步发展,尤其经过全球流行病毒COVID-19后人们对于身体的健康检测需求也逐渐增多,特别是非接触测量。非接触式的生命体征检测设备中调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)雷达由于其可以从回波中频信号中获得准确的目标距离信息和人体生命体征信息(中频信号相位),而被广泛用于呼吸和心率的非接触检测。相对于呼吸信号,心率信号要弱的多,而且呼吸的谐波也会严重影响心率检测。因此呼吸与心跳的分离成为了研究重点,传统的分离方法大多从频率域上进行分解,存在着很大的局限性,霍夫变换(Hough Transform,HT)通过频率和角度两个维度进行分离,可以准确抑制呼吸谐波对心跳信号的干扰。本文在此方法的基础上研究了一种基于霍夫变换的FMCW雷达生命体征检测方案,主要创新点如下:首先,针对反正切解调方法中存在的值域限制造成的相位模糊问题,在基于霍夫变换的心率检测方案中使用了扩展微分与交叉相乘(Differentiate and Crossmultiply,DACM)算法对信号进行处理,不仅没有模糊问题,还可以达到平滑信号抑制高频噪声干扰的效果。其次,提出了一种将基于霍夫变换的呼吸谐波抑制算法与线性调频Z变换(Chirp-Z Transform,czt)算法相结合的方法(czt-HT方法),对呼吸谐波的干扰进行了准确抑制。其中利用czt算法对信号频谱能进行局部细化的能力,准确地估计出呼吸及其谐波的频率,从而可以使得霍夫变换从频率和角度两个维度更准确地分离出呼吸基波和谐波,进一步结合了CLEAN算法进行区域搜索依次滤除呼吸各次谐波,达到了准确识别并抑制呼吸谐波的干扰。最后,本文提出并使用了一种综合性的高精度心率检测方法,解决心跳信号频率检测精度不够的问题。方法内容是将变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)算法与抑制呼吸谐波后的心跳信号联合处理,达到准确分离心跳信号并去噪的效果,然后使用Rife结合czt(czt-R)方法进行最终的心率估计。通过设计实验对czt-HT方法、VMD算法和czt-R方法相结合的整体方案性能进行了心率曲线图和多人多组的分析,数据包括20个人每人10组的200组测试,实验结果的平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)为1.13次/分钟,相比于传统霍夫变换方案(FFT-HT方法)的MAE改进了1.22次/分钟。此外,由于本方法可以准确地分离出呼吸和心跳的基波和各次谐波,极大方便了呼吸和心率模型建立和分析。利用本文所提出的方法对雷达采集的数据建立了模型,并进行了初步的分析,为后续研究提供了验证或者参考。

关键词：生命体征检测扩展DACM算法霍夫变换 czt算法