一种多目标雷达探测系统的设计与实现

针对传统汽车防撞雷达系统中存在的多目标配对问题,基于单发双收射频前端研究了一种线性调频连续波（LFMCW）多目标探测系统。首先理论推导了系统测距测速原理,并在测距测速的基础上增加测角功能;然后根据LFMCW上下扫频中同一目标的角度一致性和峰值能量相近原则对目标进行容差配对,从而实现单周期目标距离速度和角度的准确测量;最后给出多目标雷达探测系统的硬件框图和FPGA信号处理流程,并对该系统进行实测验证。实测结果表明,该系统能够准确地实现目标方位角的测量并有效解决了LFMCW多目标配对问题。     

线性调频连续波雷达对低小慢目标检测及性能分析

线性调频连续波（LFMCW）雷达是探测近程低小慢目标的常用传感器。本文针对LFMCW雷达，基于距离维和速度维的二维傅立叶变换(2D-FFT)技术，研究了密集地物杂波条件下其对低小慢目标的检测性能。首先对LFMCW雷达的差频信号进行了时域和频域分析，研究了影响目标测速性能的关键因素；其次研究了临近地物杂波对目标测速、测距的影响机理；最后进行了典型场景多次蒙特卡罗(Monte-Carlo)仿真，研究了雷达相关参数（调频率、带宽、是否MTI等）、目标相关参数（速度、RCS等）和杂波相关参数（强度、谱宽等）对于检测性能的影响机理。研究表明，对于强杂波背景下的低小慢目标检测，速度维的检测至关重要，雷达宜采用大带宽、长时间积累技术，才能有效区分杂波和目标，保证目标顺利检测。      

一种提高LFMCW体制雷达测距精度的方法

为了消除距离-速度耦合现象对LFMCW体制雷达测距模糊及精度的影响,雷达发射信号形式采用对称三角LFMCW信号,利用运动目标在上/下扫频段频谱的对称性仿真验证了单目标环境下去距离-速度耦合的有效性,提高了雷达的测距精度。针对多目标环境下对称三角LFMCW体制雷达上/下扫频段目标配对问题,提出了一种联合MTD通道检测结果与目标距离信息的方法进行上/下扫频段目标的准确配对,从而实现对多目标去距离-速度耦合。仿真结果证明了该方法的有效性。     

一种用于LFMCW雷达距离跟踪的新方法

线性调频连续波（LFMCW）雷达在理论上有很高的测距精度，可用于对目标的距离跟踪。然而，传统的距离跟踪方法分裂波门法和距离分段处理技术对硬件都有很高的要求，往往很难实现较高的测距精度。该文针对线性调频连续波回波信号的特点，对目标回波进行加窗FFT处理，再对多散射中心进行内插，对结果进行滤波变换，从而利用信号处理的方法实现了LFMCW雷达的距离跟踪算法，具有测距精度高、抗干扰能力强等优点。文中通过仿真验证了该方法的有效性。     

LFMCW激光雷达测量方法

由于光电器件响应速率有限,在满足相同距离分辨率要求时,线性调频连续波（LFMCW）激光雷达需要较同体制微波雷达大得多的相对带宽,所以不能直接应用LFMCW微波雷达的距离与速度去耦合技术来提取目标距离和速度信息。针对LFMCW激光雷达中频信号的频谱特点,提出了利用均匀分段傅里叶变换的方法来解算目标的距离和速度信息。仿真实验表明,在中频信号信噪比较低的情况下,该方法具有较小的测距测速误差和较小的运算量,从而具有一定的实用性。     

LFMCW雷达数字化测距测速的工作参数设计

LFMCW雷达测距和测速的应用中,测量精度是主要考虑的因素.由于需兼顾距离和速度的测量精度要求,雷达系统参数和信号处理技术指标的设计就变得复杂.从雷达工作原理出发,在数字化信号处理中分析了时域的测距测速精度与频率分辨力的关系,着重讨论了距离分辨力与距离、速度测量精度要求的关系;提出了雷达系统工作参数设计的方法步骤,从而满足较高的测距和测速精度要求.     

基于改进LFMCW雷达的多目标识别算法

线性调频连续波（LFMCW）雷达在单目标情况下可以根据上下扫频段的两个差频信号准确探测目标距离信息及其径向速度。在多目标情况下,上下扫频段的差频信号由于缺乏关联信息无法准确配对,导致虚假目标数目远大于真实目标数目。为准确识别真实目标,本文提出一种改进LFMCW波形,在LFMCW波形前加上两段频率值互异的恒频波段,两段恒频波段组成双频调制连续波（FSK-CW）,可得到运动目标的距离信息及其径向速度用于剔除虚假目标。仿真结果表明,基于该波形的雷达在多目标情况下能够准确识别目标,且测速和测距精度都较高。     

模糊函数在三角LFMCW信号耦合现象中的应用

模糊函数是用来研究雷达信号好坏的一个重要的函数,根据模糊函数的概念和性质,结合雷达实际信号的模糊图,分析了LFMCW雷达信号距离-速度耦合现象,建立相应的LFMCW雷达的数学模型,研究了其测距和测速原理,对造成信号速度-耦合现象的本质进行了分析,通过仿真完成了多种不同速度情况下雷达信号回波。     

基于双DDS的LFMCW雷达主动测距技术

线性调频连续波(LFMCW)雷达回波的差拍中频信号包含探测目标的距离信息和多普勒信息,它们可以通过对差拍中频信号进行二维快速傅里叶变换分别得到.但是二维FFT处理距离副瓣高,距离分辨率差,不能有效地消除不同距离单元之间距离副瓣的相互影响.文中提出一种LFMCW雷达的主动测距技术,可以有效隔离距离副瓣,提高雷达的距离分辨率,实现主动方式测距.最后给出了实现方法和实验结果.     

LFMCW雷达中精确测频算法研究

在LFMCW测距雷达中,差频信号测频是否精确关系到整个雷达系统的测距精度。该文分析了在LFMCW测距雷达中精确测频的难度,提出了基于FPGA的变频采样算法。该算法采用VerilogHDL在ISE平台上编写,通过了Modelsim仿真验证。该算法与其他精确算法相比,具有实现简单,占用FPGA资源少,测频误差小的优点,有一定的工程实现价值。     

采用Chirp-Z变换提高LFMCW雷达的测距离精度

１ＦＭＣＷ雷达在理论上具有很高的测距精度和距离分辨力，然而在实际系统中，由于其采用ＦＦＴ进行信号处理所固有的频域采样间隔，使得其测距精度与距高分辨力处于同一数量级。为此，本文在传统ＦＦＴ处理的基础上，采用Ｃｈｉｒｐ－Ｚ变换进一步对其回波中频距离谱的主瓣进行局部细化，从而在运算量增加不多的情况下，大大提高１ＦＭＣＷ雷达的测距精度，以满足高精度测距的实际需要。     

基于FPGA的二维FFT算法在LFMCW雷达信号处理中的应用

线性调频连续波( LFMCW)检测运动目标存在一定难度,利用二维FFT处理技术对目标回波信号相位信息进行提取,可有效抑制固定杂波,实现对运动目标的检测。介绍了线性调频连续波( LFMCW)雷达信号进行多普勒处理的原理以及利用单片FPGA实现多普勒测速雷达信号处理的过程,详细说明了数据的缓存、实数序列FFT的快速算法以及希尔伯特变换等步骤的FPGA实现,最后测试结果表明二维FFT算法能很好的提取出目标的距离和速度。     

利用频域增采样内插方法提高LFMCW雷达测距精度

本文提出了将线性调频连续波(LFMCW)雷达差拍信号离散频谱增采样内插以提高雷达测距精度的方法。仿真结果表明,这种方法可以有效降低FFT固有频域采样间隔带来的测距误差,能够在整个频域轴上更准确地反映多个不同距离目标的差拍信号频谱特性,克服Chirp-Z和Zoom-FFT等方法只能在频率轴上局部细化的局限性,其运算量比相同频域采样间隔的补零FFT频谱细化方法大大降低。     

扫频非线性对线性调频连续波雷达测距精度和距离分辨力的影响

线性调频连续波（ＬＦＭＣＷ）雷达在理论上具有很高的测距精度和距离分辨力,但实际的ＬＦＭＣＷ雷达由于其固有的扫频非线性而使其实际的测距精度和距离分辨力下降,本文根据ＬＦＭＣＷ雷达回波功率谱的特性,从理论上分析了扫频非线性对ＬＦＭＣＷ雷达测距精度和距离分辨力的影响,为实际ＬＦＭＣＷ雷达扫频非线性的外部校正提供一个精确的理论依据。     

LFMCW雷达运动目标距离与速度超分辨估计

超分辨谱估计算法能得到比传统周期图法高得多的分辨率,针对LFMCW雷达动目标检测问题,本文提出一种基于状态矢量空间方法的LFMCW雷达距离与速度超分辨估计方法。文中介绍了状态矢量空间方法的基本原理并分析了三角LFMCW雷达上、下扫频段差频信号的特点,使用基于状态矢量空间方法估计差频信号频谱,同时给出了相应的运动目标距离与速度的估计算法。该算法解决了LFMCW雷达动目标去耦问题,与传统FFT方法相比提高了运动目标距离与速度的分辨率和估计精度。仿真结果证明了该算法的有效性。      

一种改进的毫米波引信分数阶频谱细化算法

毫米波线性调频系统普遍采用“差频–快速傅里叶变换(FFT)”进行信号处理,但是当目标与雷达之间存在相对运动时,差频信号包含了目标的距离和速度信息。利用传统的FFT变换进行速度距离解耦合操作,效果并不理想。针对此问题,介绍了分数阶FFT和基于这一变换的调频信号检测原理,提出一种改进的分数阶傅里叶域局部频谱细化方法。仿真结果表明,该频谱细化算法在相同的FFT变换点数下,能够获得更高的频谱分辨率,而频谱分辨率相同时,该算法的计算量更少。     

提高LFMCW液位测量雷达精度的拟合法

线性调频连续波雷达在理论上具有很高的测距精度,然而实际系统通常是通过数字信号处理的方法,在其回波功率谱或者距离谱上获取距离信息的,因而受到采样与处理字长的限制,使得实际测距精度与其距离分辨率处于同一数量级,根据LFMCW液位测量雷达的距离谱,提出了一种曲线拟合方法,在计算量不多的情况下,可以大大提高实际测距精度。     

基于单个宽带脉冲的空间目标测距和测速方法

根据运动目标在宽带线性调频脉冲照射下的回波特点,提出了一种采用宽带单个脉冲对运动目标测速和测距的方法。该方法首先对回波信号进行STRETCH处理,然后对处理后的回波进行快速解线性调频,并用ESPRIT方法取代传统的FFT方法,从而大大提高了参数估计精度,实现了采用宽带单个脉冲对运动目标的同时测距与测速。仿真试验表明该方法具有良好的测量精度。