LFMCW雷达高速运动目标检测与估计

针对LFMCW雷达高速运动目标的检测问题,本文提出了一种二次混频与MTD处理相结合的方法。根据上、下调频差拍信号对称特点,采用二次混频处理解决多周期信号中心频率偏移问题,同时实现了距离-多普勒解耦合。MTD处理则等效地实现了多周期信号的积累,并得到目标速度估计。然后根据速度估计值对差拍信号进行运动补偿,获取目标距离信息。性能分析结果表明,与传统MTD方法相比,在输入信噪比一定的情况下,该方法的处理增益不受目标多普勒的影响,因此更适用于高速运动目标的检测。仿真结果验证了该方法的有效性。     

毫米波超近程LFMCW雷达运动目标参数估计

毫米波超近程线性调频连续波(LFMCW)雷达运动目标参数估计新方法,可以在加速度运动目标环境中有效估计出目标的加速度、速度和距离参数。该方法能够对加速度运动目标多普勒信号进行加速度补偿,解决目标多普勒频谱畸变现象和LFMCW雷达固有的距离速度耦合现象,达到改善加速度运动目标的检测性能和提高参数估计精度目的,且算法稳健,运算量小。算法通过仿真分析,评估了加速度运动补偿前后的效果,证明了算法的有效性。该方法可用于针对毫米波超近程LFMCW雷达信号处理快速、准确的参数估计。     

基于直接相位差分的LFMCW雷达加速运动目标参数估计

针对LFMCW雷达中加速运动目标在跨距离单元走动情况下的参数估计问题,提出一种直接相位差分方法.该方法通过对二维差拍信号沿慢时间维进行直接相位差分,在消除了快、慢时间线性耦合项的同时实现了慢时间维相位的降阶处理.对差分后的信号进行二维FFT运算,根据其二维谱峰位置即可获得目标加速度的估计,同时还可以获取目标速度的粗略估计.根据估计值构造补偿函数分别对上、下调频差拍信号进行补偿,通过解耦合处理即可获得目标初始距离和初始速度的精确估计.详细分析了方法的性能,包括加速度分辨率、最大不模糊加速度以及信噪比改善因子,分析结果表明该方法较二次混频-DPT处理具有更低的信噪比门限.仿真结果验证了方法的有效性.     

LFMCW雷达运动目标检测与距离速度去耦合

为解决LFMCW雷达运动目标的检测和距离速度去耦问题,该文提出了一种将动目标检测与频域配对相结合的MTD-领域配对方法。该方法通过MTD实现对不同模糊速度目标的检测和分类,以简化差拍信号频谱,然后利用对称三角线性调频连续波上/下扫频段多普勒频移的对称性,实现动目标距离速度去耦合。仿真结果证明了该方法的有效性。     

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。     

基于调频连续波的运动平台测高补偿算法研究

调频连续波雷达根据发射和接收线性调频信号的差拍频率计算目标高度,具有发射峰值功率小、硬件成本低和信号处理简单等优点,是当前高度表最常采用的一种测高波形。但当测高雷达相对地面运动,距离延时对应差拍频率和目标运动多普勒存在耦合时,直接将回波多普勒前沿检测结果作为差拍频率计算平台高度会存在较大偏差。通过对运动雷达发射调频连续波信号的回波信号进行数学建模,分析运动目标多普勒频率和距离延时对应差拍频率之间的耦合关系,给出一种改进的运动目标高度解算方法,并推导给出解析表达式。通过数值仿真,对比采用补偿方法的前后运动目标测高结果,说明所提出方法的有效性。     

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。      

基于双周期锯齿波LFMCW的距离速度去耦合

采用发射双周期锯齿波并结合MTD处理的方式,实现了LFMCW雷达距离与速度的解耦合。其中,针对多目标场景下的目标配对问题,提出了耦合距离目标配对法。并通过对配对后的目标进行速度解模糊,进而解算出其真实运动参数。仿真结果证明了整个处理流程及配对算法的有效性。     

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。     

基于局部补偿的LFMCW雷达速度-加速度模板匹配法

针对LFMCW雷达中加速运动目标在跨距离单元走动情况下的参数估计问题,提出一种基于局部补偿的速度-加速度模板匹配方法.推导给出了目标高速和加速运动情况下的差拍信号模型,基于该模型提出了速度-加速度模板匹配方法.借助于Zoom-FFT算法能够进行局部频率分析的特点,进一步提出了基于局部补偿的快速算法.通过提取目标二维谱进行分析等效实现时域抽取的操作,有效降低了搜索过程中的运算量.研究了局部补偿中参数的选取问题,并给出了算法的实现步骤以及运算量分析.仿真结果验证了方法的有效性.     

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。     

LFMCW激光雷达二次混频变周期调频解耦算法

线性调频连续波(LFMCW)激光雷达探测多个运动目标时,不同目标的中频信号频谱会相互叠加,此时无法直接从中频信号的频谱获取每个目标的距离和速度信息.为此提出一种基于二次混频和变周期调频解耦的多目标检测算法,用于LFMCW激光雷达多目标探测情况下目标检测与信息获取.该方法利用中频信号二次混频获得目标的多普勒频移,然后通过变周期调频对不同调频斜率下目标多普勒频移进行配对,获得真实目标的多普勒频移.利用所获得目标速度信息构建补偿信号对原中频信号进行补偿,并最终获得目标的距离信息.利用该方法对包含3个不同目标的中频信号进行检测仿真,获得3个目标的速度误差分别为:2.67％,1.01％以及0.01％,测距误差分别为0.10％,0.19％和0.28％.仿真结果说明该方法可以有效检测多个运动目标,并具有较高的检测精确度.     

基于二次混频DPT的LFMCW雷达多目标检测和参数估计

针对LFMCW雷达中高速加速运动目标的检测问题,该文提出一种二次混频DPT处理方法。利用三角线性调频信号的调频对称性,采用上、下调频差拍信号二次混频的方法消除目标高速运动导致的跨距离单元走动现象。按距离单元进行的DPT处理可获得目标加速度和初始速度的估计。进一步重点研究了多目标存在时的参数估计问题。分析了多目标交叉项的特点,得出了一次交叉项形成有效干扰以及二次交叉项出现的条件。借助于Clean算法的思想,通过依次检测并剔除能量最强目标,有效解决了多目标参数估计问题。给出了多目标处理的主要步骤。仿真结果验证了该文方法及结论的有效性。     

LFMCW雷达运动目标高精度检测方法

LFMCW雷达检测运动目标，可以采用对称三角LFMCW信号，通过频域配对实现动目标距离、速度的去耦合。但是在实现时，如果只采用传统的FFT作为核心算法就会引起较大的测距、测速误差。本文采用FFT-CZT两级处理方法，从而在运算量增加不多的情况下，显著提高LFMCW雷达的动目标测距、测速精度。仿真结果表明，本方法适用于各种带宽的LFMCW雷达，具有通用性。     

一种LFMCW雷达多目标距离-速度配对新方法

针对线性调频连续波雷达双差拍-傅里叶处理中的多目标配对问题,提出了一种新的多目标距离-速度联合配对法。文中分析了连续波与线性调频连续的雷达回波频谱,描述了雷达系统工作原理;然后,利用单载频回波信号测量多目标的不模糊速度,同时利用锯齿调频波测量多目标的不模糊距离与模糊速度;最后,结合距离-速度配对的方法,实现多目标的配对。仿真结果验证了方法的有效性。     

LFMCW雷达密集运动目标检测

线性调频连续波雷达对于匀速运动目标的回波经过混频以后还是一个线性调频信号(LFM)．从LFM信号中提取密集运动目标的距离和速度参数是个比较复杂的问题．本文提出了一种基于目标运动补偿和逐次消去(“CLEAN”)技术相结合的检测方法,该方法避免了估计多分量LFM信号参数问题,同时又消除了多普勒效应对密集运动目标检测的各种影响．仿真结果表明该方法不但克服了LFMCW雷达在密集目标检测中的困难,而且比传统方法降低10dB左右的检测信噪比门限．