手持式穿墙雷达信号处理机与显控系统的设计与实现

发布时间：2017-08-22 00:18

  本文关键词：手持式穿墙雷达信号处理机与显控系统的设计与实现

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【摘要】：近年来,穿墙雷达在军事、安防等领域都具有越来越广的用途,而国内现役的穿墙雷普遍存在达体积大、质量重、不便携、成本高,性能差等缺点。本文针对上述问题,主要进行了雷达系统小型化研究,设计和实现两款手持式穿墙雷达产品,分别是手持式一发一收穿墙雷达系统和手持式一发两收穿墙雷达系统。两种穿墙雷达系统可以满足不同的用户对雷达探测的不同需求:手持式一发一收穿墙雷达系统具有小、轻、便携等特点,主要用于满足用户对便携要求高,对二维定位要求低的需求,该雷达系统多用于人数估计;手持式一发两收雷达系统在体积、质量和便携上面做了一定的折衷,但仍然具有小、轻、便携的特点,主要用于满足用户对目标二维位置输出精度要求较高的需求。主要内容如下:1.小型化方案和关键技术分析:完成对雷达系统的小型化的一些分析,确定了硬件整体方案,包括涉及的关键技术等,并对与雷达探测相关人数估计算法和椭圆定位算法进行研究分析。2.手持式一发一收雷达系统设计与实现:完成手持式一发一收穿墙雷达产品的硬件部分、软件部分、结构部分、测试部分等方面的研究。在算法部分,将自适应恒虚警(CA-CFAR)检测算法应用于人数估计,明显提升了多目标检测效果;根据实际需求实现了一套实验样机,并对样机产品化提出了改进方案。3.手持式一发两收雷达系统设计与实现:完成了手持式一发两收穿墙雷达产品的硬件部分、软件部分、结构部分、测试部分等方面的研究。对区别于一发一收雷达的一些关键技术进行了研究,包括多通道设计,多通道数据传输以及联合处理,并对Wi-Fi无线接口进行了拓展;在结构部分,将伸缩式结构设计应用于雷达探测中,很好地解决了雷达尺寸要小与雷达孔径要大的这一矛盾性问题;最后完成了产品样机的实现,并给出了产品化改进方案。
【关键词】：手持式 穿墙雷达 人数估计 位置输出
【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
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外发展动态11-13
• 1.2.1 国外发展动态11-12
• 1.2.2 国内发展动态12-13
• 1.3 本文主要工作和内容13-14
• 第二章 雷达系统总体设计14-29
• 2.1 小型化手持式分析14-15
• 2.2 超宽带雷达系统框架15-16
• 2.3 雷达工作体制方案16-17
• 2.4 发射机系统方案17-18
• 2.5 穿墙雷达中的人数估计与定位算法概述18-20
• 2.5.1 雷达步进频探测基本原理18-20
• 2.5.2 人数估计与定位算法处理流程20
• 2.6 基于统计分析的人数估计算法20-24
• 2.6.1 回波预处理21
• 2.6.2 活动人数提取21-23
• 2.6.3 基于统计分析的人数判决23-24
• 2.6.4 自适应门限24
• 2.7 椭圆交叉定位算法24-27
• 2.7.1 距离和配对25
• 2.7.2 椭圆交叉定位算法25-26
• 2.7.3 定位输出方式26-27
• 2.8 工作目标27-28
• 2.9 本章小结28-29
• 第三章 手持式一发一收雷达系统设计与实现29-53
• 3.1 硬件电路方案29-35
• 3.1.1 接收机电路与电源方案30-32
• 3.1.2 原理图设计32-34
• 3.1.3 PCB设计34-35
• 3.1.4 显控硬件方案35
• 3.2 软件程序方案35-38
• 3.2.1 FPGA控制程序36-37
• 3.2.2 上位机软件程序37-38
• 3.3 系统结构设计38-41
• 3.3.1 设计要求38-39
• 3.3.2 平台选择39-40
• 3.3.3 实际效果40-41
• 3.4 设计成果及相关测试41-50
• 3.4.1 设计成果41
• 3.4.2 天线测试41-45
• 3.4.3 硬件电路和软件程序测试45-48
• 3.4.4 探测性能实测48-50
• 3.5 产品化方案50-52
• 3.6 本章小结52-53
• 第四章 手持式一发两收雷达系统设计与实现53-68
• 4.1 硬件电路方案53-55
• 4.1.1 基带调理电路54
• 4.1.2 AD采样电路54
• 4.1.3 WIFI拓展接口54-55
• 4.1.4 原理图与PCB55
• 4.2 软件程序方案55-57
• 4.2.1 FPGA控制程序56
• 4.2.2 上位机软件控制56-57
• 4.3 结构外观设计方案57-59
• 4.4 设计成果以及相关测试59-66
• 4.4.1 设计成果59
• 4.4.2 闭环测试59-61
• 4.4.3 WiFi无线通信测试61-64
• 4.4.4 性能测试64-66
• 4.5 产品化方案66-67
• 4.6 本章小结67-68
• 第五章 全文总结与展望68-70
• 5.1 全文总结68-69
• 5.2 工作展望69-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-74
• 攻读硕士学位期间的研究成果74-75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 李青华;姚云萍;;一种基于知识辅助的CFAR检测器[J];雷达科学与技术;2012年01期

2 赵志坚;关键;;海杂波中非参量恒虚警检测器性能分析[J];雷达科学与技术;2010年01期

3 苏婷婷;孔令讲;杨建宇;;基于多谐波微多普勒信号分析的目标摄动参数提取方法[J];电子与信息学报;2008年11期

4 赵_g;黄春琳;粟毅;雷文太;;超宽带穿墙探测雷达的反向投影成像算法[J];雷达科学与技术;2007年01期

5 宋华,李禹;超宽带穿墙探测雷达的运动目标检测技术[J];电讯技术;2004年06期

6 孔令讲,周正欧;浅地层步进变频探地雷达合成孔径算法研究[J];系统工程与电子技术;2004年05期

7 荆西京,王健琪,路国华,倪安胜,张扬;雷达式非接触生命参数检测的信号预处理[J];医疗卫生装备;2003年11期

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 周永舜;基于微多普勒的人体探测和特征提取算法研究[D];电子科技大学;2010年

2 崔国龙;超宽带穿墙雷达合成孔径成像算法研究与实现[D];电子科技大学;2008年

3 赵_g;穿墙控测雷达的多目标定位与成像[D];国防科学技术大学;2006年

4 戴刚;穿墙探测雷达的数据采集、目标检测与定位方法研究[D];国防科学技术大学;2005年

5 李禹;UWB-TWDR的运动目标检测及定位[D];国防科学技术大学;2003年

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本文编号：715975