LFMCW雷达多目标检测算法研究与实现

发布时间：2018-01-21 07:57

本文关键词： LFMCW雷达信号处理 MTD 恒虚警率检测 FPGA　出处：《电子科技大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：线性调频连续波(LFMCW)体制的雷达在近距离工作中所具有的特性使其在许多领域得到了比较广泛的应用,但相对于脉冲体制,LFMCW雷达在各方面的研究工作还有待完善。本文以实验室Ka波段LFMCW雷达项目为背景,针对项目中提出的较强杂波环境下实时的对雷达探测范围内的多个运动目标进行检测并给出运动目标的距离速度信息的具体要求,对LFMCW雷达信号处理系统的工作机理及设计要点进行了深入的分析,论文的主要工作包括以下几个部分:第一,对线性调频连续波雷达工作的理论基础进行了比较系统的阐述。从雷达信号发射到最终解出所需目标信息,其中的各个环节均有所涉及,为后文的算法分析设计提供了理论依据。第二,通过分析本实验室Ka波段雷达系统功能及指标要求,本文设计了一套雷达信号处理算法方案,并对算法中的各个组成部分即MTI(动目标指示)、MTD(动目标检测)、恒虚警率(CFAR)检测、多目标配对距离速度去耦合等,分别通过Matlab仿真软件进行了的仿真分析验证,其中MTI部分一节分析了一次对消和二次对消两种方案,分析结果表明二次对消具有更好的性能但在FPGA内实现时会消耗更多的资源。MTD算法部分介绍了基于FFT和FIR的两种算法方案,并分析了各自的优缺点。CFAR部分,通过分析单元平均CFAR多目标环境下不太理想的检测性能及有序统计CFAR计算量达、不易工程时现的特点介绍了两者相结合的CFAR算法,并提出保证检测性能的同时进一步简化计算量的方法。多目标配对一节分析了交叉配对试逼近方法与MTD-频域配对法两种,指出交叉法配对可靠性的不足和MTD-频域配对法中目标特征参数对比过程难于实现,提出先比较速度通道数再比较幅值的配对方法,简单易实现且仿真结果表明了该配对方式的有效性。第三,通过Verilog硬件描述语言描述与调用Xilinx ISE13.3提供的IP核相结合,实现了基于单片FPGA芯片的Ka波段LFMCW雷达信号处理算法的Verilog编程实现与调试。最后,通过与雷达系统中其他部件进行整机的联合外场实测验证了本文所设计的算法及相应Verilog实现的正确性。
[Abstract]:In this paper , the paper designs a set of radar signal processing algorithms based on the radar signal of the Ka - band LFMCW .

【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN957.51

【相似文献】