針對穿墻雷達(dá)應(yīng)用場景要求,突出工程實(shí)用性,對穿墻雷達(dá)系統(tǒng)各組成模塊進(jìn)行小型化設(shè)計(jì)。介紹了超寬帶沖激脈沖穿墻雷達(dá)的工作原理和工程實(shí)現(xiàn)方法。根據(jù)課題需求進(jìn)行設(shè)計(jì)方案優(yōu)化,采用可編程門陣列（FPGA）結(jié)合高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）設(shè)計(jì)了回波采集模塊,使用等效采樣技術(shù)降低實(shí)時(shí)采樣率,從而降低了雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本;針對回波采集模塊中的取樣脈沖產(chǎn)生電路進(jìn)行了電路仿真,保證了采樣精度;基于傳統(tǒng)蝶形天線進(jìn)行了改進(jìn),通過高頻仿真軟件對天線參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,縮小了穿墻雷達(dá)物理尺寸;基于TCP/IP協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了手持終端與穿墻雷達(dá)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該超寬帶穿墻雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)對墻后單（多）目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤定位。 

【文章來源】：傳感器與微系統(tǒng). 2020,39(04)CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

穿墻雷達(dá)工作原理和橢圓交叉定位原理

根據(jù)IR-UWB穿墻雷達(dá)探測距離和分辨率的綜合指標(biāo)要求，設(shè)計(jì)脈沖源發(fā)射中心頻率為400 MHz的窄脈沖信號作為穿墻雷達(dá)的發(fā)射信號。根據(jù)采樣定理，若要不失真地恢復(fù)雷達(dá)回波信號，雷達(dá)回波采集模塊的實(shí)時(shí)采樣率至少需要達(dá)到800 MSps。因此，需合理地設(shè)計(jì)脈沖源發(fā)射模塊、雷達(dá)回波采集模塊，使得系統(tǒng)以較低的采樣率恢復(fù)雷達(dá)回波信號。圖2為IR-UWB穿墻雷達(dá)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖。2.2 脈沖信號發(fā)射模塊設(shè)計(jì)

將采樣所得的n個(gè)數(shù)據(jù)以時(shí)間順序進(jìn)行重組，可以完成信號波形的重構(gòu)。本模塊主要通過可編程門陣列(FPGA)結(jié)合高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器(ADC)實(shí)現(xiàn)回波信號采集。通過FPGA控制精密延時(shí)電路產(chǎn)生順序延時(shí)方波信號，方波信號經(jīng)窄化放大處理之后，控制取樣脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生的選通脈沖信號作為取樣門電路的觸發(fā)信號，通過雙管平衡采樣電路有序?qū)夭ㄐ盘栠M(jìn)行采樣，采樣信號通過保持電路由ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)FPGA送至ARM處理器。圖3為回波信號采集模塊組成框圖。


本文編號：3333184