基于UWB隐藏目标探测接收装置设计

基于低频电磁波对非金属介质的强穿透性和UWB脉冲信号在距离向的高分辨特性，采用超宽带（UWB）脉冲信号的低频部分实现穿墙探测的设想，研究了超宽带穿墙探测雷达的运动目标回波信号模型，根据运动物体的多普勒频移原理，探讨采用相关检测技术实现非金属墙壁后面的运动物体的检测问题。     

超宽带穿墙探测雷达的运动目标检测技术

提出了利用低频超宽带(UWB)脉冲信号实现穿墙探测的设想,研究了超宽带穿墙探测雷达(UWB—TWDR)的运动目标回波信号模型,并基于运动目标回波信号的相关性,利用相干叠加原理对多次观测的结果实现运动目标的检测。最后通过具体的穿透混凝土砖块墙壁实测实验验证了上述设想和算法。     

跳时序列调制超宽带正交Hermite脉冲串雷达信号分析

超宽带正交Hermite脉冲是一类非常适合表征超宽带(UWB)穿墙探测雷达工作波形的脉冲,具有设计灵活、频谱利用率高、实现简单、波形存在解析表示方便理论分析等特点。该文从定义出发推导了跳时调制超宽带(TM-UWB)Hermite脉冲串波形的模糊函数解析表达式,仿真分析了模糊特性与跳时序列的自相关特性、序列周期以及与Hermite脉冲平均重复时间间隔,脉冲的阶数和时间尺度因子的关系,并探讨了在穿墙探测环境下该波形作用的旁瓣抑制和杂波抑制等关键技术。     

超宽带穿墙雷达对人体动目标探测的实验研究

分析超宽带穿墙雷达动目标检测原理,提出一种新的自适应背景相消方法用于抑制强杂波干扰.介绍了超宽带穿墙雷达实验系统,利用该系统对非金属墙壁后人体动目标进行探测实验,并分别针对处于不同运动状态目标的实验数据进行分析.实验结果表明,超宽带穿墙雷达对非金属墙体具有较强的穿透性,对墙后处于径向运动、原地静止、原地体动及切向运动等运动状态的人体目标均具有较好的探测能力,提出的动目标检测算法能够适应复杂环境的应用.     

基于小波与EMD级联的穿墙雷达动目标检测

超宽带穿墙雷达受墙体对电磁波衰减作用,目标的反射回波很弱,提出一种基于小波与EMD级联的方法检测,用于提高信噪比和信杂比。介绍了穿墙雷达实验系统,对墙后人体运动目标进行探测实验,获得实测数据进行分析。实验结果表明,超宽带穿墙雷达对非金属墙体具有较强的穿透性,对墙后处于径向运动的人体目标具有较好的探测能力,提出的算法可以有效提高信噪比和信杂比。最后利用幅度排序点迹凝聚算法进行目标检测,得到理想的检测结果。     

超宽带穿墙雷达天线阵列配置分析及运动人体跟踪成像算法

近场区域的非接触式穿墙条件下运动人体的实时跟踪成像探测是超宽带雷达在火灾救援、安全保卫、城市巷战以及人身安全等方面的一个重要应用。该文基于超宽带短脉冲穿墙雷达,推导分析一种MIMO阵列排列方式,并在修正的Kirchhoff算法基础上引出简单适用的成像步骤应用于慢速运动人体的跟踪探测中,给出5 Hz的图像更新速率从而实现实时成像。仿真结果验证了新的MIMO阵列排列方式的有效性,并为穿墙雷达系统研制提供了依据。实验结果说明该文提出的成像步骤具有可行性,能够有效地实现墙后运动人体的实时成像,跟踪滤波处理后,可以获得较为理想的目标运动轨迹。     

墙体对UWB脉冲信号衰减特性的FDTD分析

用时域有限差分法分析墙体对超宽带脉冲信号传播的影响.计算得出脉冲信号穿墙后的时域波形,利用傅里叶变换得出脉冲信号穿墙后的频谱变化.研究了墙体厚度的变化对脉冲信号的影响以及不同的墙体对穿墙脉冲信号的影响,仿真结果与相关理论一致.     

基于光纤光栅的超宽带信号产生与传输

针对现有方法功率利用率低与调制实现困难的问题,采用基于光纤光栅（FBG）的超宽带（UWB）调制信号产生方法,建立了UWB信号产生系统。不仅可以实现UWB信号的调制,而且提高了产生信号的信噪比。实现了二进制相位调制（BPM）、脉冲幅度调制（PAM）和脉冲位置调制（PPM）等UWB信号产生。分析了光纤传输对产生信号的影响,...     

高速UWB-PPM信号传输的并行捕获与检测技术

高速(≥100 Mbit/s)超宽带一脉冲位置调制(UWB-PPM)信号传输是实现超宽带(UWB)室内通信的关键技术.文章结合UWB二元脉冲位置调制(PPM)的信号特征,采用多个并行积分器捕获簇脉冲能量取得快速同步,同时完成PPM的射频同步检测.系统传输试验与系统仿真表明,这种检测方式在室内多径信道下有良好的抗码间干扰能力.     

基于EMD的穿墙雷达墙体回波抑制算法

穿墙探测中墙体回波对于目标检测影响较大。针对超宽带穿墙雷达中去除墙体波的问题,提出采用基于EMD方法提取回波信号中的目标信号分量和墙体回波信号分量,并去墙体回波信号。搭建试验系统并通过处理实测数据,结果表明,提出方法能够有效去除墙体回波信号,并且能够保留目标信号的绝大部分信息,进而对运动人体目标进行检测。     

一种用于UWB-TWSR的窄脉冲产生电路的设计

实现TWSR(穿墙探测雷达)技术的关键之一是如何设计并产生可以控制的UWB窄脉冲.为此,文中介绍了TWSR的基本概念及工作原理,讨论了几种UWB中常用的窄脉冲产生方法和特点;给出了一种基于RF-BJT雪崩特性的UWB窄脉冲产生电路,同时进行了仿真调试.通过该电路可获得峰值电压为-10.1 V、宽度为654.8 ps的单极性UWB窄脉冲.     

应用于超宽带穿墙雷达的极窄脉冲发生器设计

介绍了一种可用于超宽带(UWB)穿墙雷达的脉冲发生电路,讨论并分析了UWB中几种常用窄脉冲产生方法的特点及其局限性。基于雪崩三极管和射频双极性晶体管的雪崩特性,设计并制作了UWB脉冲电路发生器,指出电路中需要注意的事项及改进脉冲性能的方法,并获得亚纳秒级的超短、快速前沿的单极性UWB脉冲,幅度为28 V,宽度为0.95 ns。     

IR-UWB数字相干接收机的硬件电路设计

在超宽带信号的接收中,相干接收比非相干接收拥有更高的分辨率,能充分发挥超宽带信号定位精度高等优点.相干接收机对UWB信号进行高速采样后再处理,采样的速度和精度是限制UWB相干接收机测距精度的主要因素.本文设计并实现了IR-UWB的数字相干接收机,接收机采用高速采样芯片ADC08D1000对脉冲超宽带（IR-UWB）信号进行双通道交织采样,然后使用FPGA对采样数据进行降速处理.测试结果证明,本文设计的接收机能准确捕获到脉宽为1 ns的UWB信号.     

UWB通信系统简介

UWB(Ultra Wide Band)即超宽带通信,它使用大于0.5GHz或大于中心频率20%的带宽、通过微弱的脉冲信号进行通信,最大数据传输速率可以达到几十Mb/s～几百Mb/s。UWB与现有的无线技术的显著不同是不需要使用载波,而是通过发送纳秒级脉冲来传输数据,而且信号传输时的功耗只有几十μW。UWB在保证了高数据速率传输的同时解决了移动终端的功耗问题。因此它被认为是对目前被炒得沸沸扬扬的无线互联(Wi-Fi)技术最具竞争性的技术。UWB简介UWB技术多年来一直是美国军方使用的作战技术之一,如它可以实现穿墙视物等功能。这项技术在通信领域所具…     

超宽带无线通信与声表面波宽带信号处理技术

介绍了超宽带(UWB)无线通信的技术及特点,与传统窄带无线系统进行了性能比较,指出了超宽带无线通信四大关键技术是:超宽带无线通信脉冲信号的波形设计;超宽带无线通信脉冲信号编码与调制方式;超宽带无线通信信号的检测;超宽带无线通信系统中的同步捕获技术;分析了超宽带尤线通信系统军用的潜在市场,最后阐述了SAW宽带信号处理技术在UWB通信系统中的应用.     

基于光纤XPM光学生成UWB信号的方法

提出了一种基于色散位移光纤(DSF)的交叉相位调制(XPM)效应的超宽带(UWB)光学生成方法。该方法首先利用DSF的XPM效应实现高功率的高斯泵浦光对低功率的直流探测光的交叉相位调制,然后利用光纤布拉格光栅(FBG)对探测光进行鉴频,实现相位调制到强度调制的转换,从而获得单周期UWB信号。利用光子仿真软件对方案进行了仿真实验,得到了中心频率分别为7GHz和6.95GHz、相对带宽分别为143%和145%的UWB信号,验证了所提方法的可行性。同时,研究了输入信号脉冲宽度、FBG的反射率、鉴频器的类型对产生的单周期UWB脉冲信号波形和频谱的影响。仿真实验的结果表明,该方案对输入信号脉冲宽度不是过宽的情况下具有良好的容忍度,光学高斯带通滤波器、波分复用器和FBG等光滤波器均可作为鉴频器,采用FBG优点是可通过改变反射率灵活地调整产生的UWB脉冲信号的波形。     

超宽带噪声穿墙雷达成像与实验研究

设计了一个超宽带噪声穿墙雷达样机,工作频率为350 MHz～750 MHz,既能够获得较好的距离分辨率,又能够保证一定的穿透性和作用距离.采用后向投影(BP)算法对接收回波与发射噪声的互相关信号进行相干成像,实现目标信号的空间能量聚焦.实验结果表明该方法对超宽带噪声穿墙雷达行之有效,能够实现墙壁后面目标的隐蔽探测和成像.     

基于Polycycle信号的干扰抑制UWB自适应脉冲设计

 针对认知超宽带与现存窄带系统干扰问题,采用Polycycle信号作为超宽带原始脉冲,使用Hermite矩阵特征向量方法设计了认知超宽带自适应脉冲,实现了干扰抑制.仿真结果表明,提出的自适应脉冲功率谱密度分布符合FCC室内和室外频谱规范,实现了自适应频段陷波.基于PAM-TH UWB系统性能分析表明自适应脉冲具有较强的多用户干扰和窄带干扰抑制能力.     

全新的高稳定穿墙雷达接收机前端设计

在穿墙雷达(TWR)接收超宽带(UWB)回波信号的过程中,高速信号采集是其中的关键所在。首先基于传统等效采样方法,改进了其采样模式,能极大地提高等效采样的实时性,并减小精密延时电路的延时时间范围。其次利用跟踪保持芯片设计了一种新型等效采样接收机前端实现方案,不仅能降低等效采样技术对取样脉冲的要求,而且能充分发挥跟踪保持芯片高重复频率、高稳定和高度集成的优势。通过分析和仿真论证,实现了10GHz的等效采样频率,理论分析与仿真测试结果一致性良好。这种高度集成、简单高效的电路在超宽带穿墙雷达接收机中具有很好的应用前景。     

一种高灵敏度的超宽带脉冲信号包络检测方法

本文对超宽带(UWB)通信系统实现的关键技术,即接收机前端的超宽带脉冲信号的检测技术进行了深入讨论。根据对UWB脉冲无线电实际接收信号的时域特征提出了一种简易、新颖的高灵敏度包络检波检测方式,分析了其电路的实现与性能,并给出了实验的数据和结果。与其他方式的比较表明,该电路是一种简单实用的非相关检测方式,与其原有的基带相关处理部分结合可获得良好的超宽带信号接收效果。