多普勒测速传感器信号处理算法的研究

简述了基于多普勒原理的列车雷达测速的方法,介绍了雷达测速传感器的工作原理和系统结构设计。重点分析介绍了该系统的信号处理算法,并针对实时性需求改进了FFT快速傅里叶算法。对改进算法进行了仿真测试和模拟测试,测试结果表明采用改进后的算法保证了测量精度,提高了多普勒频率解算速度,实现了设计目标。     

目标运动参数快速估计新方法

提出了一种CW雷达目标运动参数测量的新方法,利用CW雷达目标回波信号构造出两个单一频率的正弦信号,每个正弦信号的频率正好与目标的一个运动参数成正比,基于FFT和细化频谱的Chirp-Z变换得到运动参数估计值。该方法与现有方法相比,既没有使用时频分析工具等耗时的处理,也没有进行参数迭代处理,因此,运算复杂度低,运算量小,同时避免了估计误差传递。仿真实验结果表明了该方法的正确性。     

小波变换的多频连续波雷达多目标参数估计

在多频连续波雷达多目标参数测量中,目标速度、加速度的准确快速估计对后续测距、测角有重要的意义.小波变换是时频分析的有力工具,能方便、准确和快速分析目标的时频参数.通过检测时频面上的直线,可以准确的得到目标参数.小波变换满足线性叠加,小波变换具有良好的多目标处理性能,对多频连续波雷达多目标信号处理具有良好的适应能力.研究了基于小波变换的雷达多目标速度和加速度估计算法:通过小波变换提取小波脊线,估计出高能量目标参数,然后构造陷波滤波器滤掉该目标信号,通过上述方法逐步估计出剩下目标参数.仿真试验表明了该算法的有效性.     

频率步进雷达ISAR成像包络对齐新方法

逆合成孔径雷达成像常用的运动补偿方法是利用距离像的相关性进行包络对齐.但当目标速度或加速度较大时,散射点走动较大且距离像发散程度严重,此时直接利用距离像的相关性进行包络对齐会有较大的误差.本文分析了频率步进雷达运动目标的回波信号模型,讨论了目标的速度和加速度对距离像的影响,提出了当目标速度和加速度较大时,先用高斯包络线性调频信号自适应分解估计出目标运动的加速度和速度,粗补偿后再用距离像最小熵准则进行精补偿的包络对齐方法.该方法计算量小,估计精度高,且无测速模糊的缺点,仿真结果验证了它能较精确地估计出目标的运动参数,运动补偿效果好.     

基于ARM920T内核的雷达测速仪设计与算法研究

为了提高目前公路交通中对车辆速度的监测手段,提出一种基于ARM(advanced RISC machines)的新型雷达测速仪,结合多普勒测速原理和信号处理的谱估计法,介绍了由毫米波多普勒收发前端和SamsungS3C2410A处理器构成的雷达测速仪的整体设计,包括其硬件结构的设计和在ARM920T内核中实现基4时间抽取的快速傅里叶变换算法(fastFouriertransform,FFT)。实验结果表明,该雷达测速仪的测速精度可达±1km/h,其优化后的FFT算法具有很高的精度和运行效率。     

基于DSP5402的雷达测速系统硬件、软件设计

文章主要研究了一种基于DSP5402的测速系统,说明了雷达测速的原理,并设计了相应的具体实现方案,包括硬件设计和软件设计以及它们的实现。雷达测速是一种直接测量速度的方法,可以得到列车实际的运行速度。根据多普勒频移效应原理,在发射波和反射波之间产生频差,通过测量频差可以计算出机车的运行速度。该系统以DSP芯片作为数据处理核心,最终实验结果表明：该系统方案稳定可靠,满足雷达测速系统的准确以及实时性要求。     

用于机车测速的雷达传感器算法研究

用于机车测速的多普勒雷达传感器的天线波束方向与地面实际夹角随着机车的震动会发生改变,导致雷达测速传感器测量的速度值与机车实际速度存在一定偏差,双天线雷达测速传感器采用双天线结构,利用两片天线的角度关系及两片天线所接收信号的能量大小自动校正天线波束与地面夹角.通过Matlab分析数据与实际测试,角度修正后的雷达传感器系统速度测量值更接近机车真实速度.     

星载天气雷达谱参数估计方法研究

基于傅里叶分析(DFT)的谱参数估计方法已被广泛用于测量多普勒天气雷达降水速度,已经证明对于较小的归一化谱宽(σN)而言该方法几乎最优。然而该方法局限于地基和空基多普勒天气雷达中较小的σN(σN<0.1)。研究安装在静止轨道卫星上的多普勒天气雷达获取全球的垂直降水速度很有必要。针对星载天气雷达较大的σN(σN0.2),扩展了一种适用于星载场合的谱参数估计方法。对该方法性能进行了分析,与其他几种形式的DFT谱估计方法及脉冲对处理方法(PPP)比较可看出:在相同的系统参数下,提出的新方法性能最优,能够获得优于0.5m/s的多普勒测速精度。     

基于STFT和FrFT的连续波雷达参数估计

连续波雷达的回波信号由目标进行调制,对回波参数的估计是雷达信号处理的主要任务.本文从短时傅里叶变换(STFT)和分数阶傅里叶变换(FrFT)的基本特点入手,介绍了他们进行雷达回波信号参数估计时的优缺点.针对这些特点,提出了一种基于两种方法的混合算法.混合算法分两步:首先,混合算法运用STFT进行速度粗测;然后,用FrFT对加速度进行估计同时进行速度的精测.最后本文进行蒙特卡罗仿真实验,实验结果证明,即使在较低信噪比下该算法依然有效.     

基于信标导引的目标方位估计方法

基于准确测量目标方位进而快速实施救援的需要,采用无线信标、电子磁罗盘和卫导组合技术,设计了一种集发射端信标信号全向发射、接收端信标信号定向接收、数字化声谱处理、干扰野值剔除、信标方位精确测量、信标距离概略估计等功能于一体的户外搜救导引系统。并研究分析了一种基于信标导引的目标方位估计方法,该方法通过接收远程、配属在合作目标端信标发射的声波脉冲信号并进行FFT变换,进而通过分析频谱的特征参数来对目标的方位进行准确测量,对目标的距离进行概略估计;测试结果表明该方法比较适合郊区和城市等户外环境中对合作目标进行快速探测搜救和远程监视的需要。     

多目标间速度差对信号处理影响的仿真研究

在武器靶场试验中经常需要使用测速雷达测量多个运动目标的初速，该文分析了在应用谱估计理论处理多运动目标信号时，目标之间速度差值的大小会对信号处理精度产生影响。根据目标运动对多谱勒信号的调制原理，给出了多运动目标雷达回波信号的数学模型。应用Labview／CVI对周期图法与最大熵外推法在处理多运动目标时，目标之间速度差对雷达信号处理精度的影响进行了仿真分析，并给出了仿真结果，得出了最大熵外推法在目标分辨能力上优于周期图法。     

全相位FFT在导弹自动驾驶仪测试中的应用

自动驾驶仪是导弹的姿态控制系统,其性能好坏决定了导弹飞行的稳定性。为了精确测量其性能,对导弹自动驾驶仪测试原理和方法进行了研究,进行了正弦信号测量方法的分析,提出了基于全相位FFT数据处理方法,并结合时移相位差校正方法实现正弦形式信号的频率、幅度和相位等参数的精确测量。利用LabVIEW图形化编程软件设计了算法软件,通过仿真试验考察了该算法在无噪、低噪和大噪环境下信号测量精度,结果表明全相位FFT方法在信号频谱测量方面具有精度高、抗噪能力强等优点,满足自动驾驶仪的测试需求。     

科氏流量计振动信号参数估计的最小二乘法

振动信号参数估计是科氏流量计振动控制和流量解算的基础。针对科氏流量计振动信号特征,基于最小二乘与函数逼近原理,提出一种适用于科氏流量计振动信号的参数估计方法。该方法利用FFT粗估计出信号频率,据此设定频率搜索区间,解最小二乘方程获得信号余弦幅度、正弦幅度和直流偏移,改变频率逐次逼近真值,使得误差平方和最小,最小误差平方和所对应参数即为参数估计值。仿真分析了估计精度和抗噪性能,对罗斯蒙特F200S型科氏流量计实测信号进行了参数分析与估计,结果表明了该方法估计的准确性和实用性。     

基于IR-UWB雷达的非接触式呼吸检测方法

为消除脉冲超宽带（IR-UWB）雷达系统采集的人体呼吸回波信息中的干扰信号,并准确估计出人体呼吸频率和到达时间（TOA）范围,提出一种基于IR-UWB雷达的非接触式呼吸检测方法。对IR-UWB雷达回波信号进行线性趋势消除与滤波得到平滑的回波信号,在每个慢时间域上对回波信号使用傅里叶变换估计出人体呼吸频率,并设计基于回波信号均方根和超值峰度的EK-RMS算法确定TOA范围,同时将人体呼吸频率与TOA范围进行信息比对,最终得到受试目标的呼吸频率。实验结果表明,与Phase-Based、FFT和WT-Window算法相比,EK-RMS算法在低信噪比条件下具有更高的呼吸频率检测准确率和更强的鲁棒性,且对干扰信号有明显的抑制或消除作用。     

随机信号雷达的发展

随机信号雷达是一种以微波噪声源作为其发射信号或信号调制形式的雷达,相对于传统的雷达体制,随机信号雷达具有许多优良的特性,本文介绍了过去３０多年中随机信号雷达的发展过程,对其基本形式和相关法,频谱法,反相关法等实现方法作出了系统的总结,并且对几种典型的随机信号雷达,如“随机调频连续波雷达”,“正弦加随机调频连;续波雷”和“随机二相码连续波雷达”的基本结构作了介绍,最后对随机号雷达的发展作了展望。     

数字式雷达液位测量系统

针对传统液位测量系统精度低、抗干扰能力差、接触式的特点,介绍一种利用雷达原理研制的数字式液位测量系统.本系统采用调频测量法,用C8051F020单片机作为频率测量模块的核心.运用自相关函数对信号进行滤波;快速傅里叶变换(FFT)算法进行频域分析;移频法对频率进行细化,最后得到液位的高度.该系统具有很强的适应能力和完善的接口,在实测中取得了满意的精度.     

滑动频率估计算法在微波测量液位中的应用

在微波测量液位的系统中,正弦信号的频率估计是实现液位测量的关键.比较并分析了离散FFT变换的两种正弦信号频率估计方法:Rife比值法和三角形法,提出了一种滑动频率估计方法,通过实时确定比例因子,得到了滑动频谱校正算法.实验结果表明,该方法频率估计精度较高,估计性能优于单一的Rife法、三角形法,适合于低信噪比条件下的实...     

OFDM雷达信号源设计与实现

为了验证正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplex,OFDM）信号雷达的可 行性,本 文在研究信号产生原理和波形设计方法的基础上,提出了一种基于现场可编程门阵列技术和 快速傅里叶变换算法的雷达信号实时产生方案。该方案采用数字可编程技术实现正交多载波 调制,信号参数和调制方式具有可重配置的特点,满足多种场合的应用要求。本文针对OFDM 信号产生的关键步骤展开讨论,并给出测试结果。外场试验验证了该方案的可行性。