MSM激光距离成像雷达系统设计与实验研究

阐述MSM激光距离成像雷达测距成像基本原理,设计并搭建了构成雷达系统核心的调频信号发生器、调幅激光发射器及MSM自混频探测电路,选取MSM探测器上某成像单元进行雷达测距性能及距离分辨率实验,验证了线性调频带宽约400 MHz时距离分辨率0.375 m的设计指标,为雷达样机下一步实现距离成像奠定了技术基础.     

火车对接测距系统中ZOOM-FFT应用研究

将ZOOM-FFT方法应用于火车对接测距系统,该系统采用FPGA+DSP双处理器模式实现对调频连续波(FMCW)雷达传感器信号的采集和处理。其中,FPGA实现对并行A/D转换芯片的控制及与DSP进行数据传输;DSP采用ZOOM-FFT算法实现测距功能并通过485总线实时输出距离。理论分析与实验结果表明,ZOOM-FFT方法有利于提高系统的处理速度和距离分辨率,且可实现小距离测量。实验室环境下,系统在0.5~10 m内绝对误差＜0.2 m,在10~50 m内的绝对误差＜0.5 m。在长沙机务段的现场试验结果表明:SS8、HXD3C和DF5型机车测距结果基本满足系统测距要求,0.5~50 m范围内测距绝对误差约0.5 m,在＞44 m时,出现最大误差为0.64 m。     

基于对数调频生物仿生波信号的军事雷达测距优化方法分析

研究军事雷达测距的仿生波形准确设计和优化问题,为了加强数调频仿生信号的时延分辨力。在传统的军事雷达生物仿生波信号测距方法的基础上引入对数调频对仿生波测距过程进行优化,给出了该仿生模型的处理过程,特别在滤波器组滤波过程中,运用一组Q值相同的对数调频信号,带宽呈Lyons Cochlear模型变化的FIR线性滤波器组实现。仿真结果表明在军事雷达测距中,采用该方法对接收到的回波信号进行处理分析,从目标检测曲线、距离估计方面与匹配滤波方法相比,准确性更高,性能更稳定。     

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。     

基于稀疏阵列天线的FMCW雷达测距系统设计

针对FMCW雷达的优势和特点,基于BGT24MTR11收发芯片,采用线性调频连续波的方式,设计并实现了一款工作于24 GHz的雷达测距系统。首先设计了一款基于遗传算法优化的低副瓣稀疏阵列天线,该阵列天线作为雷达测距系统的收发天线,该天线具有窄波束和极低副瓣电平的特点,使得系统的抗干扰能力得以提升。再采用硬件电路生成三角波调制信号,用于驱动压控振荡器实现线性连续调频波。然后利用微带线实现了输入输出匹配网络和输出功率合成网络的设计。最后利用示波器完成中频信号处理。测试结果表明,系统在1 m～10 m范围内的误差小于0.1 m,并且在40 cm～130 cm范围内的误差小于5 cm。该系统性能稳定、成本较低,可为24 GHz雷达测距系统提供设计参考。     

高频线性调频雷达的高精度目标瞬时距离估计

高频线性调频雷达的距离量化步长通常为几公里,相对舰船目标尺度而言测距精度非常低.本文分析了目标的距离谱及目标的运动对其瞬时幅度的影响,提出了一种新的高精度目标瞬时距离估计方法.该方法首先确定目标的时频分布,然后通过相邻三个距离点上目标的瞬时幅度比拟合出目标的瞬时距离.计算机仿真实验和雷达实测信号处理结果表明该方法是有效的,它大大提高了高频雷达的目标测距精度.     

雷达设备与系统

0623879基于外辐射源的运动目标成像技术[刊,中]/王森恨//雷达科学与技术．—2006,4(3)．—170-175(D) 0623880干扰条件下的舰载雷达效能评估[刊,中]/程鹏//雷达科学与技术．—2006,4(3)．—148-150,465(D) 0623881一种用于LFMCW雷达距离跟踪的新方法[刊,中]/张红//雷达科学与技术．—2006,4(3)．—140-142(D)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。参7     

LFMCW雷达在吊车防撞高压线系统中的应用

线性调频雷达在距离测量方面有着广泛的应用。本文介绍了一种利用X波段线性调频连续波雷达来探测高压线以防止吊车触电的技术。首先对线性调频雷达测距的原理作了简要分析,然后对雷达前端的硬件实现以及软件算法流程进行了较具体的描述,最后经过实际测试,验证了系统的稳定性和距离测量的准确性。     

基于毫米波雷达的汽车近程防撞系统设计

采用24GHzmm波雷达传感器,设计了一种汽车近程测距与防撞系统。系统通过对运动物体上载有的雷达射频前端输出信号的处理,可以得到该传感器与目标物体的距离和速度信息,根据此信息来判断载有该传感器的物体与目标物体是否有碰撞危险。若有危险,则通过声音报警提醒运动物体如汽车驾驶者,以减小事故发生的概率。该设计首先对雷达射频前端输出的差频信号进行滤波和输入匹配,然后用STM32F407处理器来完成实时测距和测速算法。经实验验证,该系统工作稳定,测量距离可达20m,可将其应用到倒车雷达和盲点检测中,弥补了当前防撞雷达探测距离短的缺点。     

基于单片机的倒车雷达的设计

为降低汽车倒车时的碰撞事故,提出了一种基于单片机的超声波测距倒车雷达的设计方案。该设计根据超声波测距原理,采用AT89S52单片机为控制核心,设计了超声波测距倒车雷达,并对测量距离误差进行了分析。测量距离为0.1～5.0 m,其精度经过校正后可达1 cm。该设计结构简单、工作可靠,有良好的测量精度和灵敏度。     

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。     

基于FPGA的线性调频雷达信号产生与数据采集的设计与实现

线性调频雷达是一种通过对连续波进行频率调制来获得距离与速度信息的雷达体制。该文介绍了一种由FPGA控制实现的线性调频雷达信号的产生与数据采集系统。AD5542A产生三角波调制信号,采用数字的方法实现了对雷达前端VCO非线性的校正。AD7655实现数据的转换与采集,通过USB接口将数据保存至计算机。系统的控制与同步由FPGA完成,如此设计可以实现可控的调制信号频率和AD采样率,从而可以更加有效地提取雷达回波信号中的距离速度信息。     

多站制CW雷达目标动态模拟器设计

针对多站制连续波（CW）雷达工作特点,设计了一种CW雷达目标动态模拟器,满足多站连续 波测 量系统动态模拟联试的需求。采用高性能CPCI工控机作为模拟器硬件平台,信号处理单元 以CPCI板卡为载体,模拟控制信息依据弹道数据生成。模拟器通过控制测距信号的时间延迟 ,实现目标距离变化的模拟;通过载波频移控制,实现目标速度的模拟;通过数控衰减器控 制模拟信号的幅度,实现目标信号强弱的模拟。通过多站制测量系统动态模拟联试,验证了 模拟器的有效性和距离与速度的相关性。     

基于幅度调制的连续微波雷达测距研究

为实现实时快速的全天候、高精度、大范围测距,该文提出了基于幅度调制的微波雷达测距方法。在分析主要微波雷达特点的基础上,深入探讨了该方法测尺频率和测距范围、精度之间的数学关系,并利用调制在高频载波的低频信号满足大范围测距需求,采用基于测时技术的高精度测相方法实现高精度与高速度测距,并基于混频器、测时芯片TDC-GP2等器件搭建了雷达实验系统。实验表明,基于TDC-GP2测相单元的测相精度达(2.7110-4),并在2.4 GHz载波、150 kHz调制信号的条件下,对3.0～4.1 m内目标的测距实验证明了系统具有1000 m大范围测距的可行性,且目标处于3.0 m时测距精度为0.0187 m,系统单次平均测距时间为0.02～0.03 s。     

基于欠定方程的频谱峰值搜索算法及其在连续毫米波雷达系统中的应用

现有谱峰搜索算法在应用于连续毫米波雷达后端中频信号处理时,或计算量较大,或精度不高.本文针对该问题,提出一种可有效提取信号峰值频率信息的快速算法,进而实现连续毫米波雷达的快速准确测速测距.该算法借助压缩感知原理,通过构建欠定方程,并计算少量内积,实现高效捕捉信号频率值.数值结果表明,此算法具有运算量小、计算精度高等特点,可为当今智能交通领域中的高精度测速测距提供一种快速解决方案.     

FMCW测距雷达数字信号处理器设计仿真

提出了一种调频连续波(FMCW)测距雷达信号处理器的数字实现方案，它将快速傅立叶变换(FFT)和现场可编程门阵列(FPGA)技术相结合，可实现FMCW雷达低成本、高精度的测距功能。仿真和测试结果表明该方案可用单芯片完成数字信号处理器的硬件设计，可在一些小型。FMCW测距雷达上应用。     

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.     

SAW传感器及其在无源标识器中的应用

声表面波（SAW）器件作为信号处理器在现代扩频技术中已获得广泛的应用，推动了信号保密、抗干扰技术在通信、雷达、电子对抗等军用电子系统中的应用。然而，随着信息技术的深入发展，作为模拟技术的SAW技术，在信号处理领域依然展示着其实时强大的信号处理能力，同时在信息敏感方面也展现出卓越的优势，如其灵敏度高、直接频率和相位输出、多参量综合信号转换能力、性能稳定、无源低功耗、工艺简单且与半导体工艺兼容易于实现片上集成等特点，在多种物理、化学、生物传感器系统获得应用，广受重视。近年来，随着SAW器件工作频率提高到GHz以上，使得集信息敏感与信号处理、信号传输于一体的单芯片SAW无源标识器（SAW IDT）技术在多种SAW传感器系统获得广泛的应用，成为当今SAW和传感器两个技术领域的一个新发展亮点。本文基于信息敏感的角度对SAW传感器的理论、设计、结构、系统研究方向，在无源标识器（IDT）应用军方面进行了探讨。     

连续波频率调制雷达频域恒虚警检测的研究

光纤光耦合技术及数字处理技术的进步使得基于光纤连续波频率调制(FMCW)雷达技术快速发展。针对激光雷达时域信号处理在远程目标探测中的不足,根据雷达传统时域中的多重门限以及FMCW雷达回波频谱的特点,使用了频域恒虚警率(Constant False Alarm Rate,CFAR)目标检测技术。该CFAR技术是基于对回波信号进行时频变换,并对其结果进行解析,得出目标的距离及速度信息,实现在恒定虚警概率的前提下最大化提高系统的探测率。