發(fā)布時間：2017-06-26 10:00

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

【摘要】：相較于攝像頭,雷達擁有較大優(yōu)勢,包括白天黑夜均能探測遠距離的目標,且不受霧、云和雨的阻擋,具有全天候、全天時的特點,并有一定的穿透能力。因此,雷達也在安防領(lǐng)域的熱門應(yīng)用方向。目前,安防雷達廣泛應(yīng)用于周界監(jiān)控、機場安全區(qū)保護、監(jiān)獄安防、輸油管道和油田保護以及與現(xiàn)有的安防視頻系統(tǒng)融合使用。安防雷達一般采用LFMCW(線性調(diào)頻連續(xù)波)體制。LFMCW雷達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。因此在雷達測距、測速系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。本論文就是在Ka波段安防雷達項目的基礎(chǔ)上,研究了LFMCW雷達的基帶信號處理算法,主要的研究工作有:首先介紹了LFMCW雷達研究背景以及現(xiàn)狀,具體分析了LFMCW雷達的基本原理和信號模型,闡述了LFMCW雷達優(yōu)缺點,以及Ka波段LFMCW安防雷達系統(tǒng)設(shè)計要求,并提出基帶信號處理方案。重點研究了LFMCW雷達信號處理中幾種重要模塊,包括動目標指示(MTI)、動目標檢測(MTD)、恒虛警(CFAR)處理、以及多目標配對。各個模塊均利用MATLAB實現(xiàn)多種不同算法仿真并對比性能。其中在動目標指示(MTI)部分,用遺傳算法設(shè)計了自適應(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)計出來的濾波器性能良好。動目標檢測(MTD)部分對比了基于FFT以及FIR的兩種MTD濾波器算法。恒虛警(CFAR)部分分別分析對比一維二維場景下多種恒虛警處理算法。多目標配對部分分別對比了頻域配對法、MTD頻域配對法、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算法模塊完成LFMCW雷達系統(tǒng)仿真,并最終驗證系統(tǒng)仿真結(jié)果正確。最后負責(zé)了雷達整機基帶部分的外場測試,介紹了雷達整機測得的結(jié)果,同時將外場采集得到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入MATLAB軟件以驗證在實際情況下所仿真的系統(tǒng)的可靠性,對比了兩個場景下外場數(shù)據(jù)仿真的效果。最后的結(jié)果表明雷達整機可以良好的實現(xiàn)測量多目標的速度和距離參數(shù),所研究的算法可以較好的滿足項目指標。
【關(guān)鍵詞】：線性調(diào)頻連續(xù)波雷達 動目標檢測 恒虛警處理 多目標配對 外場測試
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：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15-16
• 1.2 LFMCW雷達研究狀況與發(fā)展動態(tài)16-17
• 1.2.1 歷史概況16-17
• 1.2.2 當前發(fā)展動態(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安防雷達系統(tǒng)設(shè)計描述19-28
• 2.1 LFMCW雷達的基本原理19-22
• 2.2 LFMCW雷達信號分析22-25
• 2.3 毫米波LFMCW雷達的優(yōu)點25
• 2.4 Ka波段LFMCW安防雷達系統(tǒng)設(shè)計要求25-27
• 2.4.1 信號處理系統(tǒng)功能26
• 2.4.2 信號處理系統(tǒng)參數(shù)26-27
• 2.4.3 信號處理系統(tǒng)實現(xiàn)方案27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 LFMCW雷達信號處理算法分析28-71
• 3.1 動目標顯示（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31-33
• 3.1.4 自適應(yīng)MTI濾波器設(shè)計33-38
• 3.1.4.1 遺傳算法（GA）簡介33-34
• 3.1.4.2 使用遺傳算法（GA）設(shè)計自適應(yīng)MTI濾波器34-36
• 3.1.4.3 自適應(yīng)MTI濾波器仿真實例36-38
• 3.2 動目標檢測（MTD）38-42
• 3.2.1 基于FFT的MTD濾波器組39-41
• 3.2.2 FIR實現(xiàn)MTD濾波器組41-42
• 3.3 恒虛警（CFAR）檢測技術(shù)42-60
• 3.3.1 引言42
• 3.3.2 CFAR檢測技術(shù)的基本原理42-44
• 3.3.3 瑞利雜波環(huán)境下的CFAR檢測44-46
• 3.3.4 一維恒虛警（CFAR）檢測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比59-60
• 3.4 LFMCW雷達距離-速度去耦合算法分析60-69
• 3.4.1 對稱三角LFMCW雷達距離速度耦合問題分析61-62
• 3.4.2 頻域配對法去耦合62-64
• 3.4.3 MTD-頻域配對法去耦合64-65
• 3.4.4 變周期對稱三角LFMCW目標識別法65-68
• 3.4.5 對稱三角加平坦斜率LFMCW目標識別法68-69
• 3.5 本章小結(jié)69-71
• 第四章 Ka波段LFMCW安防雷達系統(tǒng)仿真71-79
• 4.1 Ka波段LFMCW安防雷達信號系統(tǒng)算法流程71-72
• 4.2 仿真參數(shù)設(shè)計72-73
• 4.3 信號處理流程仿真73-78
• 4.4 本章小結(jié)78-79
• 第五章 Ka波段LFMCW安防雷達系統(tǒng)外場測試79-86
• 5.1 外場測試條件79
• 5.2 外場測試效果79-80
• 5.3 外場測試數(shù)據(jù)算法驗證80-85
• 5.3.1 場景一80-83
• 5.3.2 場景二83-85
• 5.4 本章小結(jié)85-86
• 第六章 結(jié)束語86-87
• 致謝87-88
• 參考文獻88-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果91-92

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊建宇,凌太兵,賀峻;LFMCW雷達運動目標檢測與距離速度去耦合[J];電子與信息學(xué)報;2004年02期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 雷婷;LFMCW雷達信號處理及顯示軟件設(shè)計[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雷達信號處理的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：485670