發(fā)布時(shí)間：2021-01-03 01:11

　　無(wú)線定位及身份識(shí)別技術(shù)被廣泛應(yīng)用在定位導(dǎo)航、物流管理等領(lǐng)域中,在人們的日常生活與工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。目前可實(shí)現(xiàn)無(wú)線定位的測(cè)距技術(shù)中,調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)（FMCW）因其具有精度高,成本低,體積小,易于實(shí)現(xiàn)以及隱蔽性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),被廣泛應(yīng)用于測(cè)距與定位、雷達(dá)成像、無(wú)人駕駛、導(dǎo)彈制導(dǎo)等領(lǐng)域。針對(duì)FMCW雷達(dá)無(wú)法識(shí)別被測(cè)物體身份的問(wèn)題,本文研究了傳統(tǒng)FMCW雷達(dá)的工作原理,提出一種使FMCW雷達(dá)能夠識(shí)別多目標(biāo)身份的改進(jìn)方法。該方法以線性FMCW雷達(dá)為基礎(chǔ),在被測(cè)物體上增加有源標(biāo)簽,通過(guò)碼分多址技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的識(shí)別,同時(shí)利用擴(kuò)頻碼在不同頻偏下自相關(guān)值不同的特性實(shí)現(xiàn)距離測(cè)量。該方法將身份識(shí)別問(wèn)題轉(zhuǎn)化為對(duì)擴(kuò)頻碼的捕獲問(wèn)題,將測(cè)距問(wèn)題轉(zhuǎn)化為頻偏估計(jì)問(wèn)題�；诖�,本文還設(shè)計(jì)了一種身份識(shí)別與測(cè)距的快速算法。該算法使用二維搜索同步法,通過(guò)將不同頻點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行疊加以減少搜索次數(shù),再利用FFT實(shí)現(xiàn)快速相關(guān)運(yùn)算完成身份識(shí)別,最后經(jīng)二分法迭代來(lái)提高測(cè)距精度。該算法縮短了單次測(cè)量所需時(shí)間。本文在MATLAB系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套能夠?qū)υ摲椒ㄟM(jìn)行驗(yàn)證的硬件平臺(tái),并基于FPGA實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別與測(cè)距算法,基于MCU實(shí)現(xiàn)... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：109 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

標(biāo)簽硬件結(jié)構(gòu)圖

模擬調(diào)制器無(wú)縫連接，輸出電流可以通過(guò)串行外設(shè)接口設(shè)置在10mA至30mA范圍內(nèi)，適合應(yīng)用于本設(shè)計(jì)中。AD9788為差分輸出，為了產(chǎn)生適合驅(qū)動(dòng)同軸線路的單端信號(hào)，在DAC的輸出口增加了射頻變壓器TC2-72T+。該變壓器的工作頻率為10~700MHz，除了可以濾除直流分量外，還可以將DAC的輸出端口與后級(jí)平滑濾波器的抗性負(fù)載隔離開(kāi)來(lái)，易于實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，從而改善整體的失真性能。平滑濾波器選用了LFCN-80+低通濾波器，截止頻率為145MHz。最后使用單位增益緩沖放大器AG303-86來(lái)避免DAC芯片驅(qū)動(dòng)能力不足的問(wèn)題，數(shù)模轉(zhuǎn)換器接口電路原理圖見(jiàn)圖4-5。其中，1.8V電源由NX1117C18Z芯片提供，為線性電源；3.3V電源由LMZ12003EXT芯片提供，為開(kāi)關(guān)電源。TC2-72T+AD9788Out1_POut1_N93921InOutG2G43LFCN-80+InOutG2G43AG303-8610.1uF0Ω50Ω50ΩOut2_POut2_N83841InOutG2G43LFCN-80+InOutG2G43AG303-8610.1uF0Ω50Ω50Ω1.8VAVDD3.3VDVDDGNDP1D[15:0]P2D[15:0]FPGARF_IRF_Q圖4-5：數(shù)模轉(zhuǎn)換接口電路原理圖4.3.1.2標(biāo)簽射頻板設(shè)計(jì)標(biāo)簽的射頻收發(fā)機(jī)將接收信號(hào)進(jìn)行放大、濾波后將其作為輸入信號(hào)送至混頻

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文38(a)(b)圖4-8：標(biāo)簽實(shí)物圖(a)標(biāo)簽背面(射頻板);(b)標(biāo)簽正面(基帶板)4.3.2雷達(dá)硬件設(shè)計(jì)雷達(dá)基站的硬件設(shè)計(jì)也被分成射頻與基帶兩部分。其中射頻部分包括FMCW波發(fā)射機(jī)與射頻接收機(jī)，基帶部分主要為數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換接口電路、用于數(shù)字信號(hào)處理的可編程邏輯門陣列及其外圍電路，和作為控制單元的單片微型計(jì)算機(jī)。雷達(dá)硬件的總體實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖4-9所示。圖中左半部分為基帶板的主要結(jié)構(gòu)，右半部分為射頻板的主要結(jié)構(gòu)，電源、時(shí)鐘以及接口等其他輔助器件未在圖中畫(huà)出，將在后文詳細(xì)闡述。HMC431BFCW542+BPFPDSCN-2-65VGAPATxSPIHMC625bHMC408LNAVGAVGAADCAD9648FPGAXc7k410tMCUSTM32F403LNABFCW542+BPFDACAD5512LCRBPFAD8366RCLPFLCRBPF射頻板RF5515RF5515TCM1-63AXADL5380RxIQSPILNABFCW542+BPFRF5515基帶板圖4-9：雷達(dá)硬件結(jié)構(gòu)圖4.3.2.1電源與時(shí)鐘雷達(dá)的供電系統(tǒng)與時(shí)鐘系統(tǒng)相比標(biāo)簽較為復(fù)雜，原因是各器件所使用的電源電壓不同，射頻功率器件多為5V，F(xiàn)PGA與模數(shù)轉(zhuǎn)換器（AnalogtoDigitalConverter;ADC）為1.8V，MCU為3.3V，時(shí)鐘管理芯片為2.5V。該部分的設(shè)計(jì)方案如圖4-10所示。本文選用ADI公司的一款四通道多輸出DC/DC降壓型穩(wěn)壓器LTM4644產(chǎn)生多個(gè)電壓，其可以輸出4A的電流，適合作為第一級(jí)穩(wěn)壓器。LTM4644的輸入由12V鋰離子電池提供，分別產(chǎn)生了1V、3.3V和5.4V三路電源，第四路空閑。3.3V電源除了

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