基于毫米波的线性调频连续波雷达多目标检测技术的研究
发布时间：2021-10-13 22:14
线性调频连续波（Linear Frequency Modulated Continuous Wave,LFMCW）雷达具有体积小、成本低、功耗低及距离分辨率高等优点,逐渐成为了商用民用所选择的重要传感器。本文以毫米波LFMCW雷达为研究背景,对多目标检测中存在的多目标配对问题进行了系统研究,主要内容如下:本文首先介绍了目前LFMCW雷达体制中常采用的几种调制波形,说明了目标距离估计和距离分辨率、速度估计和速度分辨率的原理,阐明了LFMCW雷达存在的距离速度耦合现象。在多目标识别检测中,对称三角波、变周期三角波和梯形波存在上下扫频,所以会产生上下扫频多目标配对问题,从LFMCW雷达信号处理的角度,分为一维FFT（Fast Fourier Transform）处理和二维FFT处理。在一维FFT处理中针对不同的调制波形分别研究了频谱峰值误差行列配对法、二次混频法、距离速度交叉配对法和速度配对法,并通过MATLAB验证评估了配对过程。接着结合对称三角波和道路目标情况提出了临近单元配对法,即根据同一目标上下扫频产生的距离单元不超过两个的原理,缩减配对范围,达到快速且较为准确的多目标配对,具体的配...
【文章来源】：烟台大学山东省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
上扫频回波差拍信号频谱图
2线性调频连续波雷达基本原理14标，怎样求得距离速度值得我们关注。比如有两个目标，距离分别为130m、170m，速度为17m/s、14m/s，上下扫频回波差拍信号频谱如图2-4、2-5所示：图2-4上扫频回波差拍信号频谱图图2-5下扫频回波差拍信号频谱图图2-4、2-5分别展示了上下扫频的频谱情况，我们发现分别出现了两个峰值，即对应两个不同距离处的不同目标，在一个峰值的时候可以直接利用公式直接解得目标信息，但是在这种情况下甚至出现更多峰值时，我们应该如何利用公式(2-30)或(2-31)准确的求得目标的距离和速度信息呢？这就是我们要解决的多目标配对问题，其解决配对的方法将在接下来两章详细介绍，包括一维FFT配对处理和二维FFT配
烟台大学硕士学位论文27如果i,jA在同一行和列向量值最小，并且行向量与列向量最小值重合时，认为上扫频段的第i个目标差拍频谱和下扫频段的第j个差拍频谱是同一目标；若行向量与列向量中最小值不是同一位置,要结合同一位置的配对关系联合分析，已经配对过的需要剔除掉。每行对比运算,最后直到把目标全部配对。此方法的优点在于处理简单、方便、高速。下面部分给出该方法的MATLAB数字仿真过程，其仿真参数为：信号初始调制频率0f=24GHz，调制系数即调频斜率为：11=210Hz/s，采样点数N=512，设定5个目标参数如表3-1，距离的单位为m，速度的单位为m/s：表3-1目标参数目标12345距离557387112165速度1121163227图3-1上扫频频谱图3-2下扫频频谱
【参考文献】：
期刊论文
[1]LFMCW雷达信号处理及目标模拟[J]. 秦鹏,吕辉,李骏. 中国军转民. 2018(01)
[2]一种改进波形设计的LFMCW雷达多目标检测方法[J]. 陆小凯,刘国华. 舰船电子对抗. 2015(02)
[3]一种调频连续波地面侦察雷达目标识别算法[J]. 李明,廖宇鹏,叶祖昌. 空军预警学院学报. 2013(04)
[4]基于双周期锯齿波LFMCW的距离速度去耦合[J]. 郑远,温博,马瑞平. 电子科技. 2013(07)
[5]一种高精度的Rife算法[J]. 龚岳洲,周新力,孙小东,孟庆萍. 无线电工程. 2013(02)
[6]基于改进梯形波的连续波雷达多目标差频匹配算法[J]. 田茂泰,胡健,王瑾. 贵州师范大学学报(自然科学版). 2012(05)
[7]多目标LFMCW车载前向防撞雷达的实现[J]. 蒋留兵,林和昀,柴林峰,沈翰宁. 现代雷达. 2012(06)
[8]调频连续波（FMCW）雷达信号调理电路[J]. 汪红,张杰,张大彪. 仪表技术与传感器. 2012(01)
[9]一种调频连续波距离-速度配对处理方法[J]. 潘勇先,朱子平. 雷达与对抗. 2011(04)
[10]车载LFMCW雷达多运动目标探测算法研究[J]. 毕欣,杜劲松. 传感器与微系统. 2011(06)
博士论文
[1]近程毫米波LFMCW雷达多目标信号分析与处理方法研究[D]. 吴礼.南京理工大学 2008
[2]LFMCW雷达高速/加速目标参数估计及测距范围扩展技术研究[D]. 肖慧.国防科学技术大学 2008
硕士论文
[1]线性调频连续波雷达信号处理及其GPU实现[D]. 别静.西安电子科技大学 2018
[2]毫米波车检雷达信号处理与实现[D]. 沈涛.南京理工大学 2018
[3]基于多通道的LFMCW雷达信号处理与实现研究[D]. 刘志云.电子科技大学 2018
[4]24GHz车载雷达信号处理算法的研究[D]. 王飞.安徽理工大学 2018
[5]连续波雷达多目标信号处理方法研究[D]. 周贻能.电子科技大学 2018
[6]LFMCW车流量监测雷达信号处理技术研究[D]. 朱晓勇.西安电子科技大学 2017
[7]毫米波雷达多目标检测与参数估计算法研究[D]. 严鑫.东南大学 2017
[8]二维恒虚警算法研究及实现[D]. 周忠锦.西安电子科技大学 2017
[9]三角调频连续波雷达体制下的多目标探测算法研究[D]. 李爽.重庆邮电大学 2017
[10]24G LFMCW雷达信号处理算法设计与实现[D]. 廖和涛.电子科技大学 2017
本文编号：3435498
【文章来源】：烟台大学山东省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
上扫频回波差拍信号频谱图
2线性调频连续波雷达基本原理14标，怎样求得距离速度值得我们关注。比如有两个目标，距离分别为130m、170m，速度为17m/s、14m/s，上下扫频回波差拍信号频谱如图2-4、2-5所示：图2-4上扫频回波差拍信号频谱图图2-5下扫频回波差拍信号频谱图图2-4、2-5分别展示了上下扫频的频谱情况，我们发现分别出现了两个峰值，即对应两个不同距离处的不同目标，在一个峰值的时候可以直接利用公式直接解得目标信息，但是在这种情况下甚至出现更多峰值时，我们应该如何利用公式(2-30)或(2-31)准确的求得目标的距离和速度信息呢？这就是我们要解决的多目标配对问题，其解决配对的方法将在接下来两章详细介绍，包括一维FFT配对处理和二维FFT配
烟台大学硕士学位论文27如果i,jA在同一行和列向量值最小，并且行向量与列向量最小值重合时，认为上扫频段的第i个目标差拍频谱和下扫频段的第j个差拍频谱是同一目标；若行向量与列向量中最小值不是同一位置,要结合同一位置的配对关系联合分析，已经配对过的需要剔除掉。每行对比运算,最后直到把目标全部配对。此方法的优点在于处理简单、方便、高速。下面部分给出该方法的MATLAB数字仿真过程，其仿真参数为：信号初始调制频率0f=24GHz，调制系数即调频斜率为：11=210Hz/s，采样点数N=512，设定5个目标参数如表3-1，距离的单位为m，速度的单位为m/s：表3-1目标参数目标12345距离557387112165速度1121163227图3-1上扫频频谱图3-2下扫频频谱
【参考文献】：
期刊论文
[1]LFMCW雷达信号处理及目标模拟[J]. 秦鹏,吕辉,李骏. 中国军转民. 2018(01)
[2]一种改进波形设计的LFMCW雷达多目标检测方法[J]. 陆小凯,刘国华. 舰船电子对抗. 2015(02)
[3]一种调频连续波地面侦察雷达目标识别算法[J]. 李明,廖宇鹏,叶祖昌. 空军预警学院学报. 2013(04)
[4]基于双周期锯齿波LFMCW的距离速度去耦合[J]. 郑远,温博,马瑞平. 电子科技. 2013(07)
[5]一种高精度的Rife算法[J]. 龚岳洲,周新力,孙小东,孟庆萍. 无线电工程. 2013(02)
[6]基于改进梯形波的连续波雷达多目标差频匹配算法[J]. 田茂泰,胡健,王瑾. 贵州师范大学学报(自然科学版). 2012(05)
[7]多目标LFMCW车载前向防撞雷达的实现[J]. 蒋留兵,林和昀,柴林峰,沈翰宁. 现代雷达. 2012(06)
[8]调频连续波（FMCW）雷达信号调理电路[J]. 汪红,张杰,张大彪. 仪表技术与传感器. 2012(01)
[9]一种调频连续波距离-速度配对处理方法[J]. 潘勇先,朱子平. 雷达与对抗. 2011(04)
[10]车载LFMCW雷达多运动目标探测算法研究[J]. 毕欣,杜劲松. 传感器与微系统. 2011(06)
博士论文
[1]近程毫米波LFMCW雷达多目标信号分析与处理方法研究[D]. 吴礼.南京理工大学 2008
[2]LFMCW雷达高速/加速目标参数估计及测距范围扩展技术研究[D]. 肖慧.国防科学技术大学 2008
硕士论文
[1]线性调频连续波雷达信号处理及其GPU实现[D]. 别静.西安电子科技大学 2018
[2]毫米波车检雷达信号处理与实现[D]. 沈涛.南京理工大学 2018
[3]基于多通道的LFMCW雷达信号处理与实现研究[D]. 刘志云.电子科技大学 2018
[4]24GHz车载雷达信号处理算法的研究[D]. 王飞.安徽理工大学 2018
[5]连续波雷达多目标信号处理方法研究[D]. 周贻能.电子科技大学 2018
[6]LFMCW车流量监测雷达信号处理技术研究[D]. 朱晓勇.西安电子科技大学 2017
[7]毫米波雷达多目标检测与参数估计算法研究[D]. 严鑫.东南大学 2017
[8]二维恒虚警算法研究及实现[D]. 周忠锦.西安电子科技大学 2017
[9]三角调频连续波雷达体制下的多目标探测算法研究[D]. 李爽.重庆邮电大学 2017
[10]24G LFMCW雷达信号处理算法设计与实现[D]. 廖和涛.电子科技大学 2017
本文编号：3435498
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