IR-UWB穿墙雷达系统研制与应用

发布时间：2021-08-10 01:32

　　针对穿墙雷达应用场景要求,突出工程实用性,对穿墙雷达系统各组成模块进行小型化设计。介绍了超宽带冲激脉冲穿墙雷达的工作原理和工程实现方法。根据课题需求进行设计方案优化,采用可编程门阵列（FPGA）结合高速模数转换器（ADC）设计了回波采集模块,使用等效采样技术降低实时采样率,从而降低了雷达系统设计成本;针对回波采集模块中的取样脉冲产生电路进行了电路仿真,保证了采样精度;基于传统蝶形天线进行了改进,通过高频仿真软件对天线参数进行优化,缩小了穿墙雷达物理尺寸;基于TCP/IP协议,实现了手持终端与穿墙雷达系统数据交互。实验结果表明:该超宽带穿墙雷达可以实现对墙后单（多）目标运动轨迹跟踪定位。 

【文章来源】：传感器与微系统. 2020,39(04)CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

穿墙雷达工作原理和椭圆交叉定位原理

根据IR-UWB穿墙雷达探测距离和分辨率的综合指标要求，设计脉冲源发射中心频率为400 MHz的窄脉冲信号作为穿墙雷达的发射信号。根据采样定理，若要不失真地恢复雷达回波信号，雷达回波采集模块的实时采样率至少需要达到800 MSps。因此，需合理地设计脉冲源发射模块、雷达回波采集模块，使得系统以较低的采样率恢复雷达回波信号。图2为IR-UWB穿墙雷达的系统设计框图。2.2 脉冲信号发射模块设计

将采样所得的n个数据以时间顺序进行重组，可以完成信号波形的重构。本模块主要通过可编程门阵列(FPGA)结合高速数模转换器(ADC)实现回波信号采集。通过FPGA控制精密延时电路产生顺序延时方波信号，方波信号经窄化放大处理之后，控制取样脉冲产生电路产生的选通脉冲信号作为取样门电路的触发信号，通过双管平衡采样电路有序对回波信号进行采样，采样信号通过保持电路由ADC转换为数字信号，经FPGA送至ARM处理器。图3为回波信号采集模块组成框图。


本文编号：3333184