本文關(guān)鍵詞：基于Ka波段安防LFMCW雷達(dá)信號(hào)處理的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：相較于攝像頭,雷達(dá)擁有較大優(yōu)勢(shì),包括白天黑夜均能探測(cè)遠(yuǎn)距離的目標(biāo),且不受霧、云和雨的阻擋,具有全天候、全天時(shí)的特點(diǎn),并有一定的穿透能力。因此,雷達(dá)也在安防領(lǐng)域的熱門(mén)應(yīng)用方向。目前,安防雷達(dá)廣泛應(yīng)用于周界監(jiān)控、機(jī)場(chǎng)安全區(qū)保護(hù)、監(jiān)獄安防、輸油管道和油田保護(hù)以及與現(xiàn)有的安防視頻系統(tǒng)融合使用。安防雷達(dá)一般采用LFMCW(線性調(diào)頻連續(xù)波)體制。LFMCW雷達(dá)擁有較好的距離和速度分辨率、可靠性高、距離盲區(qū)小以及良好的抗干擾性能等優(yōu)點(diǎn)。因此在雷達(dá)測(cè)距、測(cè)速系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。本論文就是在Ka波段安防雷達(dá)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上,研究了LFMCW雷達(dá)的基帶信號(hào)處理算法,主要的研究工作有:首先介紹了LFMCW雷達(dá)研究背景以及現(xiàn)狀,具體分析了LFMCW雷達(dá)的基本原理和信號(hào)模型,闡述了LFMCW雷達(dá)優(yōu)缺點(diǎn),以及Ka波段LFMCW安防雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求,并提出基帶信號(hào)處理方案。重點(diǎn)研究了LFMCW雷達(dá)信號(hào)處理中幾種重要模塊,包括動(dòng)目標(biāo)指示(MTI)、動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)(MTD)、恒虛警(CFAR)處理、以及多目標(biāo)配對(duì)。各個(gè)模塊均利用MATLAB實(shí)現(xiàn)多種不同算法仿真并對(duì)比性能。其中在動(dòng)目標(biāo)指示(MTI)部分,用遺傳算法設(shè)計(jì)了自適應(yīng)MTI濾波器,采用了創(chuàng)新的適應(yīng)度函數(shù)和懲罰函數(shù),最終所設(shè)計(jì)出來(lái)的濾波器性能良好。動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)(MTD)部分對(duì)比了基于FFT以及FIR的兩種MTD濾波器算法。恒虛警(CFAR)部分分別分析對(duì)比一維二維場(chǎng)景下多種恒虛警處理算法。多目標(biāo)配對(duì)部分分別對(duì)比了頻域配對(duì)法、MTD頻域配對(duì)法、變周期法以及加平坦斜率法。隨后,基于以上工作整合了各個(gè)算法模塊完成LFMCW雷達(dá)系統(tǒng)仿真,并最終驗(yàn)證系統(tǒng)仿真結(jié)果正確。最后負(fù)責(zé)了雷達(dá)整機(jī)基帶部分的外場(chǎng)測(cè)試,介紹了雷達(dá)整機(jī)測(cè)得的結(jié)果,同時(shí)將外場(chǎng)采集得到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入MATLAB軟件以驗(yàn)證在實(shí)際情況下所仿真的系統(tǒng)的可靠性,對(duì)比了兩個(gè)場(chǎng)景下外場(chǎng)數(shù)據(jù)仿真的效果。最后的結(jié)果表明雷達(dá)整機(jī)可以良好的實(shí)現(xiàn)測(cè)量多目標(biāo)的速度和距離參數(shù),所研究的算法可以較好的滿足項(xiàng)目指標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá) 動(dòng)目標(biāo)檢測(cè) 恒虛警處理 多目標(biāo)配對(duì) 外場(chǎng)測(cè)試
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN957.51
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 緒論15-19
• 1.1 LFMCW的主要優(yōu)缺點(diǎn)15-16
• 1.2 LFMCW雷達(dá)研究狀況與發(fā)展動(dòng)態(tài)16-17
• 1.2.1 歷史概況16-17
• 1.2.2 當(dāng)前發(fā)展動(dòng)態(tài)17
• 1.3 論文背景及任務(wù)需求17-18
• 1.4 論文內(nèi)容安排18-19
• 第二章 Ka波段LFMCW安防雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)描述19-28
• 2.1 LFMCW雷達(dá)的基本原理19-22
• 2.2 LFMCW雷達(dá)信號(hào)分析22-25
• 2.3 毫米波LFMCW雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)25
• 2.4 Ka波段LFMCW安防雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求25-27
• 2.4.1 信號(hào)處理系統(tǒng)功能26
• 2.4.2 信號(hào)處理系統(tǒng)參數(shù)26-27
• 2.4.3 信號(hào)處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 LFMCW雷達(dá)信號(hào)處理算法分析28-71
• 3.1 動(dòng)目標(biāo)顯示（MTI）28-38
• 3.1.1 雜波模型分析28-29
• 3.1.2 MTI改善因子（If）29-31
• 3.1.3 傳統(tǒng)MTI濾波器設(shè)計(jì)31-33
• 3.1.4 自適應(yīng)MTI濾波器設(shè)計(jì)33-38
• 3.1.4.1 遺傳算法（GA）簡(jiǎn)介33-34
• 3.1.4.2 使用遺傳算法（GA）設(shè)計(jì)自適應(yīng)MTI濾波器34-36
• 3.1.4.3 自適應(yīng)MTI濾波器仿真實(shí)例36-38
• 3.2 動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)（MTD）38-42
• 3.2.1 基于FFT的MTD濾波器組39-41
• 3.2.2 FIR實(shí)現(xiàn)MTD濾波器組41-42
• 3.3 恒虛警（CFAR）檢測(cè)技術(shù)42-60
• 3.3.1 引言42
• 3.3.2 CFAR檢測(cè)技術(shù)的基本原理42-44
• 3.3.3 瑞利雜波環(huán)境下的CFAR檢測(cè)44-46
• 3.3.4 一維恒虛警（CFAR）檢測(cè)46-57
• 3.3.4.1 單元平均恒虛警算法（CA-CFAR）46-50
• 3.3.4.2 選大、選小恒虛警算法（GO、SO-CFAR）50-52
• 3.3.4.3 有序統(tǒng)計(jì)恒虛警算法（OS-CFAR）52-53
• 3.3.4.4 一維CFAR處理性能分析53-57
• 3.3.5 二維恒虛警（CFAR）檢測(cè)57-60
• 3.3.5.1 二維矩形參考滑窗58-59
• 3.3.5.2 二維十字形參考滑窗59
• 3.3.5.3 二維矩形十字形參考滑窗性能對(duì)比59-60
• 3.4 LFMCW雷達(dá)距離-速度去耦合算法分析60-69
• 3.4.1 對(duì)稱三角LFMCW雷達(dá)距離速度耦合問(wèn)題分析61-62
• 3.4.2 頻域配對(duì)法去耦合62-64
• 3.4.3 MTD-頻域配對(duì)法去耦合64-65
• 3.4.4 變周期對(duì)稱三角LFMCW目標(biāo)識(shí)別法65-68
• 3.4.5 對(duì)稱三角加平坦斜率LFMCW目標(biāo)識(shí)別法68-69
• 3.5 本章小結(jié)69-71
• 第四章 Ka波段LFMCW安防雷達(dá)系統(tǒng)仿真71-79
• 4.1 Ka波段LFMCW安防雷達(dá)信號(hào)系統(tǒng)算法流程71-72
• 4.2 仿真參數(shù)設(shè)計(jì)72-73
• 4.3 信號(hào)處理流程仿真73-78
• 4.4 本章小結(jié)78-79
• 第五章 Ka波段LFMCW安防雷達(dá)系統(tǒng)外場(chǎng)測(cè)試79-86
• 5.1 外場(chǎng)測(cè)試條件79
• 5.2 外場(chǎng)測(cè)試效果79-80
• 5.3 外場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)算法驗(yàn)證80-85
• 5.3.1 場(chǎng)景一80-83
• 5.3.2 場(chǎng)景二83-85
• 5.4 本章小結(jié)85-86
• 第六章 結(jié)束語(yǔ)86-87
• 致謝87-88
• 參考文獻(xiàn)88-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果91-92

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 楊建宇,凌太兵,賀峻;LFMCW雷達(dá)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與距離速度去耦合[J];電子與信息學(xué)報(bào);2004年02期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 雷婷;LFMCW雷達(dá)信號(hào)處理及顯示軟件設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：基于Ka波段安防LFMCW雷達(dá)信號(hào)處理的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：485670