基于自适应LMS的导波雷达液位计回波识别与校正

非平稳及多奇异点的雷达回波信号包含虚假回波,影响液位回波信号的识别与液位测量.为解决雷达液位计的虚假回波干扰问题,提高液位识别与测量精度,提出一种回波识别与校正方法.将短时幅度函数与短时过零率函数结合,利用函数逐帧地对回波信号计算,识别液位回波信号;通过自适应最小均方误差进行系统的权矢量迭代,更新权系数,对回波信号进行处理,进行抑制虚假回波干扰.实验结果表明:该方法能够准确识别液位回波信号;液位测量精度可达到0.42％F.S,相比于其他去噪方法,该方法在抑制噪声的同时能较好地保留信号奇异性特征,有较好的鲁棒性.     

基于广义S变换奇异值分解的料位回波检测与校正

非平稳及多奇异点的调频料位测量雷达回波中包含虚假回波及噪声,影响料位回波信号检测,导致料位测量精度不高.本文提出了一种基于广义S变换和奇异值分解的料位回波检测与校正方法.首先,将料位变化视作低速运动目标,将料位回波信号与雷达发射信号进行混频解调,并根据回波信号的频率分布特点对广义S变换窗口的变化趋势进行调节.之后对其变换所得到的二维时频系数矩阵利用奇异值分解方法重构系数矩阵,并对其进行广义S逆变换,得到校正后的回波信号.实验结果表明:该方法能够准确检测料位回波信号,在抑制噪声的同时能最大限度保留信号的细节特征,减少虚假回波干扰.料位测量误差不超过4.01％,测量精度可达到0.40％F.S.     

基于HT1200M的导波雷达液位测量系统设计

为提高高污染与高温环境下液位测量精度,设计了一种基于HT1200M的导波雷达液位测量系统。系统以STM32F103为控制核心,利用基于HART协议HT1200M芯片进行信号传输与接收,通过自适应LMS(最小均方误差)算法对测量结果进行滤波处理,有效去除回波波束干扰噪声,提高测量精度。结果表明该测量系统精确度高,能够满足工业现场环境对液位测量要求,能够提高相关工业自动化控制程度。     

基于小波变换mallat算法的雷达回波去噪

为了准确识别雷达回波信号中的目标信号,将小波变换引入雷达回波信号处理,对回波信号进行分解、重构,并通过滤波器设计,去除了雷达信号中的噪声。采用Matlab软件进行系统仿真,结果表明,采用小波变换mallat算法对探地雷达回波信号进行目标识别具有较好的时频分辨率,且可抑制杂波,去除噪声,能很好地识别目标信号,具有很好的应用前景。     

基于归一化LMS滤波校正的核辐射法液位计设计

在工业现场环境对液位的测量中,噪声的干扰会影响测量精度。为提高粘稠状态下液位测量精度,设计了一种基于归一化最小均方误差(LMS)滤波方法校正的核辐射法液位测量系统。以STM32为控制核心,利用基于HART总线HT1200M芯片进行数据传输与接收,归一化LMS滤波算法能够进行更精确的滤波处理,计算系统迭代权矢量,进行权系数更新,有效消除系统液位测量噪声,提高液位测量精度。测试数据表明,归一化LMS滤波方法校正的核辐射法液位计在自适应规则下能够消除测量系统噪声干扰,提高液位测量精度,液位计能够满足工业现场环境对液位测量要求,能够提高相关工业自动化程度。     

压缩感知改进探地雷达回波信号时延估计

针对探地雷达回波受环境及多径干扰而导致时延估计的精度和速度不满足应用需求的问题,提出了基于改进快速匹配追踪的时延估计算法,算法首先基于压缩感知理论对雷达探地回波进行稀疏分解和重构,以提高信号的信噪比,消除回波中强干扰信号对时延估计的影响,然后采用QR分解优化的快速正交匹配追踪对时延估计模型进行求解,降低基函数错选概率,提高模型收敛速度.仿真实验表明,算法能够有效均衡回波信号中强信号分量和弱信号分量,具有较高的回波时延估计精度.     

一种高性能的连续波穿墙定位系统研究

基于连续波信号的穿墙雷达探测系统凭借其低廉的成本、简单的结构以及优秀的静态杂波抑制等诸多优势,无论是在军事还是民用领域都受到人们广泛的关注.其中,直达波抑制以及检测过程中的虚假目标识别过滤问题一直是实现连续波穿墙雷达高精度定位的关键技术.针对传统连续波穿墙雷达在上述问题处理上的不足,提出了一种利用负反馈环路实时对消回波信号中的直达波分量,同时根据预先估测的窗函数内噪声幅值大小,自适应地调节系统阈值以去除检测过程中虚假目标的恒虚警检测方法,对雷达性能进行改进.最后用模拟实验的方法验证了提出技术对隐藏在墙后运动目标的检测跟踪能力.实验结果表明,采用提出的新技术对目标进行定位,实时性好,检测精度高,具有较高的实用价值.     

一种线性调频连续波探测抗雷达辐射源干扰方法

随着各类军用、民用辐射源频段的不断扩展以及功率的不断提升,线性调频连续波(LFMCW)探测器面对此类干扰的威胁也愈加严重。然而,目前关于LFMCW体制抗干扰技术的研究主要围绕在对抗有源干扰,鲜有针对强辐射源干扰的研究。针对上述问题,以对抗大功率雷达辐射源干扰为背景,本文对常规脉冲和线性调频脉冲信号两种典型的雷达辐射源信号进行建模,并分析其对LFMCW探测器的干扰机理。根据目标回波信号和干扰信号在时频域上的差异,提出了一种基于时频变换和边缘检测的干扰抑制算法。首先使用短时傅里叶变换(STFT)获得接收信号的时频图像,利用脉冲干扰在时间轴上的周期截断特征,在时频域进行干扰的粗滤波;然后结合边缘检测技术,沿着频率轴使用Sobel算子进行卷积,进一步滤除残留的干扰,重构滤波后的频谱,提取目标信息。仿真及实验结果表明,该算法能够有效地抑制两种典型的脉冲体制雷达辐射源信号干扰,在干扰背景下提取目标差频频率的精度优于3%。     

铜鼓一次大暴雨过程雷达回波特征分析

为了更好地监测预警铜鼓大暴雨天气,了解大暴雨中短时强降水雷达回波特征,文章采用天气学、雷达气象学等原理对2021-08-25铜鼓大暴雨天气的雷达回波特征进行了分析。文章详细介绍了资料来源、天气实况、闪电分布和天气背景;并对辐合线回波特征和短时强降水回波特征进行了详细分析,最后得出结论,以期为铜鼓大暴雨天气的短临预报提供识别和分析依据。     

地基气象雷达同频干扰信号产生与回波特征分析

文章以两部地基气象雷达为例,分析同频异步干扰和同频同步干扰现象的产生机制,阐述了地基气象雷达的同频异步干扰和同频同步干扰信号特征与气象回波特征,从而达到快速、准确地识别气象雷达同频干扰信号回波,提高气象雷达在业务应用中的效果,也为气象雷达的同频干扰抑制提供更多支持。结合以上内容为进一步深入探讨和研究改进业务气象雷达大气环境电磁干扰的抑制方法夯实业务研究基础。     

导波雷达液位计在聚烯烃污水池内的改造应用

某煤化工聚烯烃装置污水池原设计为E+H雷达液位计,由于池内有大量泡沫和水蒸汽,泡沫会使电磁波信号发生散射而损失能量,水蒸汽会使电磁波信号衰减,导致雷达液位计测量出现较大偏差。将聚烯烃装置污水池的雷达液位计进行改造,改用其它品牌的导波雷达液位计进行测量。导波雷达液位计具有稳定性强、使用工况复杂、对蒸汽、雾气和泡沫有很强的抑制能力,无需带料调试,使用寿命长等优点,彻底解决污水池液位测量偏差大、冬季出现虚假液位的现象,从而降低了仪表设备的维护率,提高了仪表设备的使用性和稳定性,保证装置长期平稳运行。     

基于空间相关性分数域的探地雷达回波信号增强方法研究

针对探地雷达回波中去除直达波和噪声干扰而削弱目标信号的问题,提出了一种基于空间相关性分数域的探地雷达回波信号增强方法,利用目标信号在临近测点之间的关联性,采用KL变换获得相关性特征值,根据相关性大的特征值重构目标图像,再将处理后的图像变换到分数域,通过分数阶傅里叶变换抑制直达波与噪声,最终得到目标回波增强的探地雷达图像。实验结果验证了所提方法的有效性。     

基于整周期自适应采样液位雷达信号处理算法

线性调频测距雷达回波信号是频偏00MHz的中频信号,精确地谱分析算法是实现精确测距的前提.在分析中频回波信号特征基础上,建立了回波基频信号与距离的关系.基于DSP技术和整周期自适应采样算法实现了信号的倍频采样,有效地提高了计算速度,避免了谱泄漏和截断误差.实现了液位的实时在线高精度测量.     

大型建筑的有源微波相位雷达位移测量方法

为满足大型建筑全天候、高精度、远距离、低成本等位移测量需求、突破主要结构位移监测方法的局限,研究了微波相位雷达在位移监测中的优点与问题,针对问题详细分析了发射机泄漏、多路径回波等干扰信号降低雷达测量精度、限制工作距离的原理,据此提出了有源微波相位雷达位移测量方法,即在目标处采用有源反射器使雷达发射信号和回波信号频率不一致,进而有效消除发射机泄漏等干扰的影响,利用降频技术和频谱分析测相方法实现高精度位移测量,还采用有源反射器增大回波功率以扩大雷达工作距离。最后,选用2.4/2.5 GHz成熟频段、低成本器件搭建实验系统,实验结果表明,测相单元测量标准差可达0.012°,且系统在120 m工作距离下,位移测量精度为0.1 mm,整套系统成本低廉,可为大型建筑位移监测提供解决思路。     

多普勒天气雷达径向干扰回波的识别与消除

多普勒天气雷达在探测气象目标物同时,除了目标物的回波外,一些非目标物的同频电磁波有时也会被散射进入雷达接收系统形成杂波,被称为径向干扰回波。径向干扰回波是污染雷达回波资料的重要因素之一,严重影响雷达资料的定量应用。文章介绍了如何对径向干扰回波进行识别,并给出3种订正方法,即插值法、中值滤波法和多功能插值法,并对这3种方法进行了对比,分析了各种订正方法的优点和局限。实例分析表明通过以上对基数据的处理方法能够对径向干扰回波进行有效的识别和订正,从而获取更准确的雷达基产品及后期导出的二次雷达产品。     

新型油井液位测量系统

在石油工业生产中广泛使用回声测距仪检测油井液位深度。本文将扩频理论引入生产测井仪器开发，研制开发一套油井液位测量系统，成功试用于工业油井。理论分析与实验表明：引入扩频技术较好地解决了常规脉冲测距仪器作用距离与测距精度间的矛盾，能准确识别接箍反射波和液面反射波，确定油井液面深度。测距系统采用相关检测方法，可有效抑制各种噪声干扰，使系统在信噪比很低的条件下正常工作，用于工业油井能大大提高测试距离。     

基于成像提取的RCS精确测量方法研究

高精度雷达散射截面(RCS)测量对背景环境具有较高要求,当背景环境存在较强干扰时,通过背景矢量对消难以消除杂波影响。提出基于成像提取的高精度RCS测量方法,从背景杂波中分离和提取出目标的散射信号,从而提高了测量的精度。首先推导了像与RCS的数学关系,然后利用转台模式下的测量回波进行成像处理,得到目标区域的二维像;从成像区域中提取目标的二维像,通过波谱变换和定标获得目标的RCS。仿真结果表明,该方法对于具有干扰情况下的RCS测量,可以改善3~5 d B的测试精度,并且能够对弱散射目标进行测量。实验结果表明了成像提取方法的有效性和准确性。     

基于数据处理的抗密集假目标干扰处理方法研究

随着现代雷达技术的发展,传统的单一假目标干扰及压制干扰的应用范围越来越有限,密集假目标干扰在电子对抗中应用越来越广泛,密集假目标通过产生大量虚假回波易引起虚假目标起始过多、目标错误跟踪等问题,会扰乱雷达对于真实目标的监视跟踪。基于对密集假目标干扰的产生机制的研究,提出了一种在数据处理层面,通过提前对干扰态势进行判别和感知的方法,对点迹是否为密集假干扰产生的数据进行判别,并通过分析其分布特性和回波特征信息,在航迹起始阶段,采用基于候选航迹径向速度的航迹起始抑制技术进行处理,在跟踪阶段,综合采用位置信息、点迹标注信息及特征信息进行多周期的航迹评判,有效减少了目标跟错的概率,并提高了关联准确性;最后通过实测数据对算法的有效性进行验证。     

连通管式位移测量系统的小波信号处理研究

在连通管式位移测量系统中,液体振荡影响系统的位移测量精度。由于位移信号与液位振荡在时域和频域内均相互交叠,采用时域或频域分析方法都不能有效消除液位振荡的影响。为此,建立了连通管式位移测量系统输出信号的模型,结合液位振荡信号的特点,提出了针对确定性干扰信号去噪的小波阈值法。该方法的基本思想是：根据液位振荡的频率范围确定小波分解的尺度,在不同尺度上设定不同的阈值,以小波重构信号与原始信号的相关系数为目标来优化液位振荡频率所在尺度的阈值。通过对实际系统输出信号的小波分析表明,针对低频位移信号改进的小波阈值去噪方法非常适合于连通管式位移测量系统的信号分析,能够有效地消除液位振荡的干扰。     

基于微波雷达传感器的固体流量测量系统的研究

本文使用微波多普勒雷达传感器(MRS),基于LabVIEW设计固体质量流量测量系统。首先,使用NI PCI-6251采集所测固体的多普勒回波信号,之后对回波信号进行处理分析,可计算出固体流动的平均速度,再通过对回波信号的相关性分析得到其功率谱密度,建立谱密度与质量流量之间的线性关系,依据该线性关系通过谱密度计算出所测固体流量。实验证明,该系统具有较好的实时性及可操作性,对质量流量的测量具有实际应用意义。