电梯轿厢位置感知雷达关键技术研究

发布时间：2023-02-05 12:02

　　随着电梯产业的发展,人们要求电梯运行速度快、效率高、舒适和安全。然而现代电梯控制系统并非是完全的闭环控制系统,这是其固有缺陷。如何降低电梯对乘客生命财产安全带来的威胁,是现代电梯技术发展中亟待解决的问题。电梯闭环控制与运行状态监控的关键问题是如何获取电梯轿厢位置与速度信息。本文针对此问题,探索了微波雷达在电梯轿厢位置感知上的应用,研究了微波雷达在电梯井环境下的多径抑制、杂波抑制关键问题,并针对雷达在电梯井下存在的静态背景杂波问题,提出了基于散射相似性的杂波抑制方法,实现了电梯井道内静态背景杂波的抑制,为微波雷达在电梯领域中的应用提供了理论以及工程基础。针对电梯井道这一特殊的巷道类环境,本文利用射线追踪法,对在其内部传播的电磁波信号进行传播特性建模,然后分析了电梯井道内的多径问题与杂波问题。针对多径衰落问题,本文提出利用频率分集技术抑制多径衰落的方法,并利用仿真结果验证了方法的有效性。同时本文利用建模数据分析了电梯井道内杂波的特性。井道内背景杂波是静态的,非起伏且无多普勒,静态背景杂波难以在现有雷达处理维度进行抑制。因此,本文探索了雷达极化信息处理技术在这类杂波抑制上的效果。电梯井道杂波...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究动态与发展趋势
        1.2.1 巷道类场景下的电波传播问题
        1.2.2 雷达在巷道类环境中的应用
    1.3 本文的主要工作
第二章 电梯井道内的雷达信号传播建模
    2.1 电梯井道几何模型
        2.1.1 电梯井道结构概述
        2.1.2 雷达应用场景
    2.2 基于射线追踪的雷达信号传播特性建模
        2.2.1 射线追踪概述
        2.2.2 雷达信号传播特性建模
    2.3 电梯井道雷达信号传播特性研究
        2.3.1 多径特性研究
        2.3.2 杂波特性研究
    2.4 电梯轿厢位置感知雷达系统方案研究
        2.4.1 多径抑制方案
        2.4.2 杂波抑制方案
    2.5 本章小结
第三章 基于极化特性的电梯井道背景杂波抑制方法研究
    3.1 雷达极化学理论基础
        3.1.1 电磁波极化的理论基础
        3.1.2 散射体的极化响应表征
        3.1.3 面反射类杂波的极化特性建模
    3.2 基于极化滤波的电梯井道背景杂波抑制方法
        3.2.1 基于正交极化的杂波抑制方法及性能分析
        3.2.2 基于最优极化的杂波抑制方法及性能分析
    3.3 本章小结
第四章 基于散射相似性参数的杂波抑制方法
    4.1 杂波抑制方法描述
        4.1.1 交叉极化转发器设计
        4.1.2 Pauli基分解
        4.1.3 散射相似性参数的计算方法
        4.1.4 杂波抑制方法流程
    4.2 杂波抑制性能分析
        4.2.1 变化场景对杂波抑制性能的影响
        4.2.2 运动目标对杂波抑制性能的影响
        4.2.3 噪声对杂波抑制性能的影响
    4.3 本章小结
第五章 原理验证样机的研制与实验
    5.1 原理验证样机研制
        5.1.1 雷达总体方案论证
        5.1.2 原理验证样机的实现
    5.2 杂波与多径抑制验证实验
        5.2.1 实验原理与方案
        5.2.2 实验方法与步骤
        5.2.3 实验结果与数据分析
    5.3 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果



本文编号：3734935