车载毫米波成像雷达的方位分辨方法研究
发布时间：2021-11-19 14:03
随着现代城市的发展,车辆交通安全问题频发,车载雷达愈发受到人们的重视,毫米波由于其在恶劣天气条件下的稳定性逐渐应用到车载雷达领域。本文主要设计载频为77GHz的车载毫米波成像雷达。本文首先提出了系统指标,建立了目标散射点模型和回波模型,并介绍了DBF算法、MUSIC算法和CS-DOA算法的原理。先根据系统指标计算系统所需要的阵列孔径,建立近距离的人形目标和近远距离的车形目标的散射点模型。系统选择线性调频信号为发射信号,采用时分方式发射信号,在距离多普勒谱上检测目标散射点的距离值和径向速度值,并利用参差频率法解速度模糊,以处理可检测速度范围过小的问题。其次,本文讨论了传统均匀线阵下阵元数目和系统总发射时间,为了减少系统总发射时间,采用了最小冗余面阵、L形嵌套阵和L形互质阵三种非均匀阵列布阵方式。比较了每种布阵方式下,在点目标DOA估计时的旁瓣高低和波束宽度、多目标DOA估计时测角效果,最后分析了阵元数目、阵列孔径和系统总发射时间。接着,本文讨论了通过仿生类算法,即遗传算法和鲸鱼优化算法对阵元位置进行优化,分析比较了经过不同优化方式的阵列在点目标DOA估计时的旁瓣高低和波束宽度、在多目标D...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
人形目标散射点
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-13-()()()2sincos+sin,1rnkktmkKjddmnkkxtste==(2-2)其中，tmd为首个发射阵元与第m个发射阵元的距离，rnd为首个接收阵元与第n个接收阵元的距离。由于该车载雷达系统采用时分MIMO体制雷达，因此发射信号在时域正交，但当发射阵元数增多时，系统的总发射时间增多，测量更新率降低，因此要通过选择合适的发射阵元来减小系统总发射时间，提高系统的测量更新率。2.3.2散射点模型对近远距离的人形目标散射点位置和车形目标散射点位置如图2-3和图2-4所示，其中人散射点中包含6个散射点，车辆散射点中包含18个散射点。图2-3人形目标散射点a)近距离b)远距离图2-4车形目标散射点图2-3和2-4中，x为目标散射点与雷达的距离值，y为目标的宽度，z为
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-16-图2-5速度解模糊误差图2.5DOA估计方法本节介绍的DOA估计方法的原理有DBF算法，MUSIC算法和CS-DOA算法，且本文中DBF算法和CS-DOA算法的接收信号均为单快拍信号。雷达放置在yoz平面上，发射阵元均放置在z轴上，接收阵元均放置在y轴上，阵元位置如图2-6所示，假设两个方向上均为均匀线阵。yzrdtdMN1图2-6发射阵列和接收阵列图2-6所示，z轴有M个阵元，y轴有N个阵元，该MIMO雷达的虚拟阵列为yoz平面上的面阵，虚拟阵元数为MN。假设有K个目标入射到该阵列
【参考文献】：
期刊论文
[1]77 GHz FMCW车载雷达系统设计[J]. 张科遥,林福江,白雪飞. 信息技术与网络安全. 2020(04)
[2]车载毫米波雷达国内外发展现状综述[J]. 韩宝石,王峥. 数字通信世界. 2019(09)
[3]车载毫米波雷达产业发展[J]. 王金明,刘宇,贾宁. 汽车与配件. 2019(15)
[4]车载毫米波雷达应用研究[J]. 叶常青. 电子测试. 2019(13)
[5]基于遗传算法的车载雷达天线阵列布局优化方法[J]. 邹乐,王伟,王学田. 微波学报. 2018(S1)
[6]基于多重频脉冲串信号解速度模糊的研究[J]. 夏梦颖,苏卫民,顾红,卢建春. 电子与信息学报. 2017(12)
[7]车载雷达应用及频率划分现状[J]. 房骥,杨渊,刘瑞婷,彭潇,刘晓勇. 数字通信世界. 2017(12)
[8]互质阵中空间谱估计研究进展[J]. 张小飞,林新平,郑旺,翟会. 南京航空航天大学学报. 2017(05)
[9]毫米波雷达的高分辨力成像[J]. 樊正芳,许小剑,赵素. 红外与毫米波学报. 1994(04)
博士论文
[1]稀布阵列MIMO雷达成像技术研究[D]. 陈刚.南京理工大学 2014
硕士论文
[1]基于嵌套布置的三维阵列DOA估计[D]. 张健.电子科技大学 2019
[2]基于平面方阵的二维DOA估计方法研究[D]. 付畅.哈尔滨工程大学 2019
[3]分布式舰载高频地波雷达MIMO阵列综合技术研究[D]. 程光侠.哈尔滨工业大学 2018
[4]基于FMCW车载雷达的目标探测和参数估计算法研究[D]. 武曦.东南大学 2018
[5]鲸鱼优化算法及其应用研究[D]. 凌颖.广西民族大学 2018
[6]互质阵的空间谱估计算法及其FPGA实现[D]. 胡滨.南京航空航天大学 2017
[7]77GHz汽车防撞雷达系统一些关键技术研究[D]. 徐俊.东南大学 2015
[8]基于压缩感知的DOA估计算法研究[D]. 赵春雷.哈尔滨工业大学 2015
[9]稀布阵列方向图综合优化算法研究[D]. 但庚元.电子科技大学 2015
[10]基于压缩感知的阵列DOA估计[D]. 朱晨辰.西安电子科技大学 2014
本文编号：3505197
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
人形目标散射点
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-13-()()()2sincos+sin,1rnkktmkKjddmnkkxtste==(2-2)其中，tmd为首个发射阵元与第m个发射阵元的距离，rnd为首个接收阵元与第n个接收阵元的距离。由于该车载雷达系统采用时分MIMO体制雷达，因此发射信号在时域正交，但当发射阵元数增多时，系统的总发射时间增多，测量更新率降低，因此要通过选择合适的发射阵元来减小系统总发射时间，提高系统的测量更新率。2.3.2散射点模型对近远距离的人形目标散射点位置和车形目标散射点位置如图2-3和图2-4所示，其中人散射点中包含6个散射点，车辆散射点中包含18个散射点。图2-3人形目标散射点a)近距离b)远距离图2-4车形目标散射点图2-3和2-4中，x为目标散射点与雷达的距离值，y为目标的宽度，z为
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-16-图2-5速度解模糊误差图2.5DOA估计方法本节介绍的DOA估计方法的原理有DBF算法，MUSIC算法和CS-DOA算法，且本文中DBF算法和CS-DOA算法的接收信号均为单快拍信号。雷达放置在yoz平面上，发射阵元均放置在z轴上，接收阵元均放置在y轴上，阵元位置如图2-6所示，假设两个方向上均为均匀线阵。yzrdtdMN1图2-6发射阵列和接收阵列图2-6所示，z轴有M个阵元，y轴有N个阵元，该MIMO雷达的虚拟阵列为yoz平面上的面阵，虚拟阵元数为MN。假设有K个目标入射到该阵列
【参考文献】：
期刊论文
[1]77 GHz FMCW车载雷达系统设计[J]. 张科遥,林福江,白雪飞. 信息技术与网络安全. 2020(04)
[2]车载毫米波雷达国内外发展现状综述[J]. 韩宝石,王峥. 数字通信世界. 2019(09)
[3]车载毫米波雷达产业发展[J]. 王金明,刘宇,贾宁. 汽车与配件. 2019(15)
[4]车载毫米波雷达应用研究[J]. 叶常青. 电子测试. 2019(13)
[5]基于遗传算法的车载雷达天线阵列布局优化方法[J]. 邹乐,王伟,王学田. 微波学报. 2018(S1)
[6]基于多重频脉冲串信号解速度模糊的研究[J]. 夏梦颖,苏卫民,顾红,卢建春. 电子与信息学报. 2017(12)
[7]车载雷达应用及频率划分现状[J]. 房骥,杨渊,刘瑞婷,彭潇,刘晓勇. 数字通信世界. 2017(12)
[8]互质阵中空间谱估计研究进展[J]. 张小飞,林新平,郑旺,翟会. 南京航空航天大学学报. 2017(05)
[9]毫米波雷达的高分辨力成像[J]. 樊正芳,许小剑,赵素. 红外与毫米波学报. 1994(04)
博士论文
[1]稀布阵列MIMO雷达成像技术研究[D]. 陈刚.南京理工大学 2014
硕士论文
[1]基于嵌套布置的三维阵列DOA估计[D]. 张健.电子科技大学 2019
[2]基于平面方阵的二维DOA估计方法研究[D]. 付畅.哈尔滨工程大学 2019
[3]分布式舰载高频地波雷达MIMO阵列综合技术研究[D]. 程光侠.哈尔滨工业大学 2018
[4]基于FMCW车载雷达的目标探测和参数估计算法研究[D]. 武曦.东南大学 2018
[5]鲸鱼优化算法及其应用研究[D]. 凌颖.广西民族大学 2018
[6]互质阵的空间谱估计算法及其FPGA实现[D]. 胡滨.南京航空航天大学 2017
[7]77GHz汽车防撞雷达系统一些关键技术研究[D]. 徐俊.东南大学 2015
[8]基于压缩感知的DOA估计算法研究[D]. 赵春雷.哈尔滨工业大学 2015
[9]稀布阵列方向图综合优化算法研究[D]. 但庚元.电子科技大学 2015
[10]基于压缩感知的阵列DOA估计[D]. 朱晨辰.西安电子科技大学 2014
本文编号：3505197
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