基于DSP的LFMCW雷达信号处理技术研究

调频连续波(FMCW)雷达在目标测量系统中有着广泛的应用,而雷达信号的处理是决定测量精确度的关键。本研究设计了一款基于DSP的线性调频连续波(LFMCW)雷达信号处理系统,采用经过三角波调制的 LFMCW雷达信号作为发射信号,来实现目标距离及速度的测量。介绍了 LFMCW雷达的基本结构,分析了实现目标测量的原理,解决了在信号处理过程中,仅采用快速傅里叶变换(FFT)算法而存在的频率分辨率与计算时间的矛盾,提高系统的测量效率。重点研究了雷达信号处理系统的处理算法———FFT 和线性调频 Z 变换(CZT)的联合算法(FFT/CZT 联合算法),同时对 FFT/CZT联合算法也进行了 MATLAB仿真分析。分析结果表明,FFT/CZT联合算法可以显著地提高雷达信号处理的效率和精度。     

脉内调相脉间跳频雷达信号的处理

本文是对非连续谱雷达信号体制的研究,结合了相位编码信号和跳频信号提出一种脉内调相脉间跳频信号。研究了该信号提取信息的处理方法,根据其信号形式,对相同载频频率的不同脉冲,实现脉间多普勒处理,通过对回波信号的频谱变换获得目标的速度信息。根据信号的编码特性应用采样相关进行距离处理。仿真结果表明该方法可获得比较理想的速度、距离信息。     

DFZ10自动点频信号发生器

本文介绍了一种自动点频信号发生器的工作原理，特性。该仪器已成功应用在音响生产线上测量频率响应特性，具有操作简单，使用方便快速实用的特点。     

共模和差模信号与滤波器

介绍了共模、差模信号的关键特性及其抑制方法,以及滤波器的工作原理及其应用电路。     

基于改进Rife算法的LFMCW雷达测距方法及实现

为提高线性调频连续波(LFMCW)雷达测距精度,提出一种基于改进Rife算法的雷达测距方法。首先介绍了方法原理,并理论分析了方法的测距性能;其次,结合以FPGA EP3C55F484C8N为核心芯片的线性调频连续波雷达,探索了方法实现,并就方法实现的关键点之一——实数点处的DFT计算给出流程;然后,通过Quartus II进行时序仿真,结果显示所提方法可行;最后,利用线性调频连续波雷达实验平台进行现场测距验证,整个距离段上,系统可进行高精度测距,与现有实际测距方法相比,精度更高,稳定性更好,证明了方法的有效性。     

瞬变电磁法测井信号调理电路设计

瞬变电磁法是目前地球物理勘探领域里一种新兴的测量方法。它是在一次场衰减完之后观测二次场的时间域的勘探方法,然而其响应信号非常微弱,这就对调理电路的要求非常高。设计了一种能够放大有用信号、同时抑制噪声信号的调理电路。电路由前置放大电路、滤波电路和中间级放大电路组成。电路中,不仅通过选用合适的滤波电路来提高精度以及截止频率的稳定性,还通过制作良好的PCB和选择高精度器件来降低噪声的影响。通过实验,证明了调理电路的整体性能指标达到设计要求,从而方便了信号的后续处理。     

有源滤波和选频网络在检测电路中的应用

本文分析了有源滤波和选频网络的工作原理，指出在微机检测电路中采用选频网络滤波的优点。     

天广直流双侧频差调制异常分析

分析了天广直流控制保护系统改造完成后发生的一次功率振荡事件,根据天生桥换流站的实际录波和实际过程,对双侧频差控制增加带通滤波环节后,直流控制的幅频和相频特性进行了分析,并对带通滤波环节所带来的高频幅值的衰减和相位滞后,进行了利弊分析,发现功率振荡的起因和持续振荡的原因为:双侧频差控制器开放逻辑的抗干扰能力不强、传递函数中缺少了带通滤波环节.给出了三个办法解决该高频振荡问题,完善双侧频差控制器输出值的开放逻辑、在传递函数中增加了带通滤波环节、完善隔直环节和滤波环节的参数.     

天广直流双侧频差调制异常分析

分析了天广直流控制保护系统改造完成后发生的一次功率振荡事件,根据天生桥换流站的实际录波和实际过程,对双侧频差控制增加带通滤波环节后,直流控制的幅频和相频特性进行了分析,并对带通滤波环节所带来的高频幅值的衰减和相位滞后,进行了利弊分析,发现功率振荡的起因和持续振荡的原因为：双侧频差控制器开放逻辑的抗干扰能力不强、传递函数中缺少了带通滤波环节。给出了三个办法解决该高频振荡问题,完善双侧频差控制器输出值的开放逻辑、在传递函数中增加了带通滤波环节、完善隔直环节和滤波环节的参数。     

滤波电路频率特性的仿真分析

采用理论计算和仿真分析的方法,对电阻和电容构成的无源低通滤波和高通滤波电路进行分析。理论计算主要研究传递函数,讨论响应的频率特性;仿真采用电子工作平台EWB软件,应用交流分析方法,从波特图仪中直观观察幅频响应和相频响应。仿真结果得到,在不同的频率下,电路输出的幅值和相位随着频率的变化而产生不同的响应,通过改变电阻和电容的参数,可得到不同的通频带宽度,说明仿真和理论分析的结果相同。但仿真分析相对硬件实验来说,优点在于改变元件参数时更加容易,仿真使电路分析更加灵活、方便。     

雷达料位仪信号处理电路设计和实现

用微波原理设计的雷达料位仪能适应高浓度粉尘及温度变化,维护操作方便,性价比高,是一种能精确测量料仓料位的仪器,而信号处理方法的优劣对雷达料位仪的测距精度指标有着很重要的作用,因此对雷达料位仪的信号处理方法的研究十分重要。本文采用了AT89S55单片机和程控滤波器芯片3529B设计了一种雷达料位仪的信号处理电路。该电路可以在1～40 m范围内精确测量料仓料位。经使用表明,该电路具有性能稳定、测量精度高的特点。     

恒虚警条件下线性调频连续波雷达信号的检测

线性调频连续波(LFMCW)信号是一种典型的非平稳信号,其频率随时间变化,需借助时频信号分析方法进行研究.因此本文主要目的在于通过仿真比较3种典型时频分析方法即:Wigner-Ville Hough transform(WVHT)、periodic WVHT(PWVHT)和cumulative WVHT (CWVHT)来寻找用于恒虚警率(CFAR)条件下检测LFMCW雷达信号的最优方法.首先介绍3种方法的特点,发现PWVHT算法复杂度较高;其次推导信号经过这三种变换方法后在起始频率和调制斜率处峰值的理论公式并进行仿真比较,发现当截取信号的时间大于一个信号周期并等于信号周期的整数倍时,CWVHT和PWVHT具有相同的性能且都高于WVHT;最后比较这些方法在CFAR条件下检测LFMCW雷达信号的性能,结果表明CWVHT方法在低SNR条件下有较好的检测性能.     

基于变步长LMS自适应陷波算法的电气信号频率测量

提出一种基于二阶无限冲击响应(IIR)变步长自适应数字陷波滤波器的电气信号频率跟踪测量算法。论述了陷波滤波器能够滤除信号中特定的频率,而其他的频率成分不受影响的原理;最小均方LMS(LeastMeanSquare)自适应陷波算法是将被谐波和随机噪声污染的电气信号通过基波陷波器,根据陷波器输出误差采用变步长因子的递推LMS自适应修正陷波器参数和跟踪频率的变化。实例中,给出了给定变步长迭代公式的常数以计算出频率,并采用频率稳定时的测量、频率波动时的测量、电机运行频率测量的3种仿真结果表明所提出的频率跟踪测量算法效果良好。     

随机斜率LFMCW抗汽车防撞雷达中的交叉干扰

汽车防撞雷达中存在严重的多雷达电磁波交叉干扰.为了解决这一问题,提出了以随机斜率的三角波LFMCW为雷达发射波形的解决办法.利用此种波形后,干扰信号进入雷达后,相当于增加了雷达接收机的噪声,而不会产生单频频谱从而造成虚警.仿真证明,随机斜率LFMCW既不增加信号处理复杂程度,也不会导致成本上升,是电磁波交叉干扰的良好解决方案.     

调频连续波太赫兹雷达方案研究及系统验证

太赫兹雷达由于其极高的分辨率而日益受到研究者的重视。该文展示了一种工作在220 GHz频段的线性调频连续波体制太赫兹雷达的设计方案和实验结果。该雷达采用超外差结构,以获得更低的相位噪声和更大的动态范围。在雷达发射机基带部分采用了直接数字波形合成技术以获得稳定、快速的线性调频信号频率源,扫频时间40 μs,扫频带宽14.4 GHz。实验结果表明,解线频调结果与理论分析值相吻合,该雷达非常适合用于高分辨率安检成像和无损检测。     

高精度信号调理电路的设计及测试

阐述了基于FPGA数据采集系统高精度信号调理电路的设计过程,利用Altera芯片所支持的软件QuartusⅡ对控制程序进行了仿真,制作了印制电路板并通过测试进行了抗干扰设计,以提高数据采集系统系统的可靠性和稳定性.