微波雷達(dá)因具有受環(huán)境影響小、單位面積成本低等獨(dú)特優(yōu)勢在安防市場得到廣泛重視。然而安防雷達(dá)由于體積小、輻射功率低、背景噪聲強(qiáng)導(dǎo)致回波信號信噪比低,給雷達(dá)的檢測和預(yù)警帶來了極大的困難。本文根據(jù)安防雷達(dá)探測的實際情況,基于微弱目標(biāo)信號檢測,做了如下幾項工作:1、針對安防雷達(dá)存在目標(biāo)回波信號弱的問題,采用了二次混頻和長時間積累的解決方案。針對前者,本文對比分析了零中頻接收機(jī)和超外差接收機(jī)的優(yōu)缺點,設(shè)計了一種改進(jìn)的雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提高了 LFMCW雷達(dá)的靈敏度。2、從理論上分析了 LFMCW雷達(dá)長時間積累造成目標(biāo)回波跨距離單元走動的機(jī)理,并通過基于Keystone變換的距離補(bǔ)償算法解決了目標(biāo)跨距離單元走動造成的積累性能下降問題。根據(jù)多目標(biāo)多模糊度的工程實際問題,本文進(jìn)一步改進(jìn)了基于Keystone變換的距離補(bǔ)償算法,使之適用于多目標(biāo)情況下的目標(biāo)檢測。3、結(jié)合系統(tǒng)應(yīng)用背景,給出了微弱目標(biāo)檢測系統(tǒng)指標(biāo)和結(jié)構(gòu)框圖,設(shè)計并研制了微弱目標(biāo)檢測信號處理板,完成了信號處理板各模塊調(diào)試與測試,實現(xiàn)了板上微弱目標(biāo)檢測算法的編寫。4、通過實驗平臺對微弱目標(biāo)檢測系統(tǒng)進(jìn)行實測。分析對比傳統(tǒng)LFMCW雷達(dá)系統(tǒng)和改進(jìn)型雷達(dá)系統(tǒng)的實測數(shù)據(jù)表明,本文的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以提高雷達(dá)的靈敏度。同時本文分別對直接型MTD檢測算法和基于Keystone變換的MTD檢測算法進(jìn)行驗證,實測結(jié)果表明基于Keystone變換的MTD檢測算法能有效提高對微弱目標(biāo)的檢測能力。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN957.51
【部分圖文】：

?２??由式（３．２）可以看出，信號的瞬時頻率與時間呈線性關(guān)系。??式（３．１）中，ＪｅｘｐＧＶｆｅ２：（是信號的復(fù)包絡(luò)，其時域波形和頻域波形如圖３．１所示，調(diào)??頻周期ｒ?＝?ｌｍｓ，調(diào)頻帶寬５?＝?０．４ＭＨｚ，采樣頻率乂?＝ｌＭＨｚ。??單周期線性調(diào)頻信號時域囝??０?０?１?０２?０３?０４?０．５?０．６?０７?０?８?０．９?１??Ｂ?才間／ｍｓ?ｘ?１Ｑ？??單周期線性調(diào)頻信號頻譜圖??３００??１?１?１?ｊ?ｉ?＼?１?１?１???２（Ｘ）?隹麵＿蝴？?－??Ｓ１００：?＼?－??Ｑ??Ｉ?｜?Ｊ?１、－１?－Ｉ?＞?＜?■?????’??０?０．１?０．２?０．３?０．４?０．５?０．６?０．７?０．３?０．３?１??頻率／ＭＨｚ??圖３．１?ＬＦＭＣＷ信號復(fù)包絡(luò)實部波形和幅頻特性??１１??

在強(qiáng)背景噪聲下，長時間積累能有效提高微弱目標(biāo)的信噪比，長時間積累的主要思??想是將一段時間內(nèi)接收到的所有回波信號進(jìn)行累加產(chǎn)生一幀數(shù)據(jù)，Ｍ表示積累時間內(nèi)??回波信號的周期數(shù)。長時間積累過程如圖３．２所示。??Ｙ??＞?周期１?周期２?周期３?……?周期Ｍ－２周期Ｍ－１周期Ｍ??１?＾＾??積累時長??圖３．２長時間積累示意圖??相參積累就是在恒虛警檢測前，將處于同一距離單元上，不同周期的回波信號的幅??度和相位進(jìn)行疊加，從而提高目標(biāo)信噪比的一種方法。相參積累不但對幅度進(jìn)行累加，??還利用了不同周期間的相位信息，所以要確定所有積累周期之間的相位信息是已知的。??長時間相參積累步驟如下：假設(shè)一段積累時間內(nèi)有Ｍ個周期的雷達(dá)回波信號，對這??段時間內(nèi)的回波信號進(jìn)行采樣，一個周期內(nèi)的信號采＃個點，可以得到７Ｖ個距離單元。??那么該段積累時間內(nèi)的采樣數(shù)據(jù)可以表示成一個維數(shù)據(jù)，如圖３．３所示。??距離單元（快時間）??０?Ｈ?周??周隱逼營??．．?丨丨丨??ａ?：?ｉ：?…．：Ｔ?３??觀糖ｒｍｒ『一，ｒ靡，－??Ｈｉ??Ｍ－ｌ?Ｈ?卜??米樣間隔（Ｑ??圖３．３積累時間內(nèi)的二維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖??矩陣的每列數(shù)據(jù)的相位都是相同的

Ｃ??包絡(luò)的中心頻率與速度成正比。??二維ＦＦＴ算法如圖３．７所示，幅值最大的點對應(yīng)的距離維和速度維的頻率又，，又可??求得目標(biāo)的距離與速度，如下所示：??ｖ?＝?－＾－?（３．１４）??２／〇??？＝吾（Ｌ－泣）?（３－１５）??２Ｂ?ｃ??二維ＦＦＴ霣：去??＊?１０?．．．．．：？？？？■■＂Ｉ＂＊－－．．．??ａｒ?ｒ＇：．．．．．．．．．．ｒ＇?ｔ?＇ｒ?■■？．．．？＇??７－?１一?—：?ｌ．?．．?■■?■．．．ｒ?ｔ－？、．?ｒ?？：????ｉ一．．．．．．．．．．；一！一卜．．．．．丨????ｉ?ｉ?ｊ?？？？？？？？？■？＇Ｖ?－－－．．．．?Ｊ?＇＂?ｉ??４，—ｔ???．．?ｊ．??ｒ－－．．?：?？－Ｊ．?＊＇ｉ??：■?．?．．．Ｉ－????：?Ｉ?ｊ?＇?：??３－?ｒ．■丨？?ｊ?ｉ－?一ｉ．？？一ｔ－－，４?－１??２－？？？－ｔ＿．？？？？＿；■？？？？？?＾，．．．．．１．?－－ｉ?十、！?？■？？．．４．?．１??????？＂?；?！?．?Ｗ？、、．?＇?Ｉ?：??ｊ§度Ｈ?運(yùn)離維??圖３．７二維ＦＦＴ算
【參考文獻(xiàn)】

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1 洪永彬;高梅國;王俊嶺;秦國杰;;Keystone變換半盲速點效應(yīng)的抑制和消除[J];電子與信息學(xué)報;2014年01期

2 王姣;李明;陳洪猛;;基于Keystone變換的多目標(biāo)距離走動校正[J];雷達(dá)科學(xué)與技術(shù);2012年06期

3 徐家剛;徐瑞榮;;基于TMS320C6455的FLASH加載模式[J];艦船電子對抗;2010年03期

4 曹琦;畢篤彥;張齊;;一種新的空時域濾波小目標(biāo)檢測方法[J];光電工程;2009年07期

5 田雅萍;王萍;;基于小波濾波的信號處理方法[J];科技廣場;2009年03期

6 曹宇飛;屈曉光;黃培康;;基于keystone變換的寬帶雷達(dá)精確測速[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2009年01期

7 周冰;王永仲;應(yīng)家駒;;弱小目標(biāo)檢測技術(shù)淺析[J];紅外技術(shù);2007年01期

8 張順生,曾濤;基于keystone變換的微弱目標(biāo)檢測[J];電子學(xué)報;2005年09期

9 王月鵬,趙國慶;二維FFT算法在LFMCW雷達(dá)信號處理中的應(yīng)用及其性能分析[J];電子科技;2005年05期

10 陳遠(yuǎn)征,朱永鋒,趙宏鐘,付強(qiáng);基于包絡(luò)插值移位補(bǔ)償?shù)母咚龠\(yùn)動目標(biāo)的積累檢測算法研究[J];信號處理;2004年04期

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1 饒烜;空中弱小目標(biāo)長時間相參積累檢測技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

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3 吳兆平;雷達(dá)微弱目標(biāo)檢測和跟蹤方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

4 肖慧;LFMCW雷達(dá)高速/加速目標(biāo)參數(shù)估計及測距范圍擴(kuò)展技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

5 王俊;微弱目標(biāo)信號積累檢測的方法研究[D];西安電子科技大學(xué);1999年

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1 黃楊;FMCW安防雷達(dá)毫米波前端集成技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2016年

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6 王娟;雷達(dá)微弱目標(biāo)檢測技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

7 徐冠杰;雷達(dá)信號長時間積累對微弱目標(biāo)檢測的研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

8 李翔;單脈沖雷達(dá)微弱信號檢測方法研究[D];蘭州大學(xué);2010年

9 劉彬;微弱目標(biāo)檢測前跟蹤算法研究[D];電子科技大學(xué);2010年

10 包敏;線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)信號處理技術(shù)研究與硬件實現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2009年

本文編號：2873003