隨著現(xiàn)代城市的發(fā)展,車輛交通安全問題頻發(fā),車載雷達愈發(fā)受到人們的重視,毫米波由于其在惡劣天氣條件下的穩(wěn)定性逐漸應用到車載雷達領(lǐng)域。本文主要設(shè)計載頻為77GHz的車載毫米波成像雷達。本文首先提出了系統(tǒng)指標,建立了目標散射點模型和回波模型,并介紹了DBF算法、MUSIC算法和CS-DOA算法的原理。先根據(jù)系統(tǒng)指標計算系統(tǒng)所需要的陣列孔徑,建立近距離的人形目標和近遠距離的車形目標的散射點模型。系統(tǒng)選擇線性調(diào)頻信號為發(fā)射信號,采用時分方式發(fā)射信號,在距離多普勒譜上檢測目標散射點的距離值和徑向速度值,并利用參差頻率法解速度模糊,以處理可檢測速度范圍過小的問題。其次,本文討論了傳統(tǒng)均勻線陣下陣元數(shù)目和系統(tǒng)總發(fā)射時間,為了減少系統(tǒng)總發(fā)射時間,采用了最小冗余面陣、L形嵌套陣和L形互質(zhì)陣三種非均勻陣列布陣方式。比較了每種布陣方式下,在點目標DOA估計時的旁瓣高低和波束寬度、多目標DOA估計時測角效果,最后分析了陣元數(shù)目、陣列孔徑和系統(tǒng)總發(fā)射時間。接著,本文討論了通過仿生類算法,即遺傳算法和鯨魚優(yōu)化算法對陣元位置進行優(yōu)化,分析比較了經(jīng)過不同優(yōu)化方式的陣列在點目標DOA估計時的旁瓣高低和波束寬度、在多目標D... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

人形目標散射點

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-13-()()()2sincos+sin,1rnkktmkKjddmnkkxtste==(2-2)其中，tmd為首個發(fā)射陣元與第m個發(fā)射陣元的距離，rnd為首個接收陣元與第n個接收陣元的距離。由于該車載雷達系統(tǒng)采用時分MIMO體制雷達，因此發(fā)射信號在時域正交，但當發(fā)射陣元數(shù)增多時，系統(tǒng)的總發(fā)射時間增多，測量更新率降低，因此要通過選擇合適的發(fā)射陣元來減小系統(tǒng)總發(fā)射時間，提高系統(tǒng)的測量更新率。2.3.2散射點模型對近遠距離的人形目標散射點位置和車形目標散射點位置如圖2-3和圖2-4所示，其中人散射點中包含6個散射點，車輛散射點中包含18個散射點。圖2-3人形目標散射點a)近距離b)遠距離圖2-4車形目標散射點圖2-3和2-4中，x為目標散射點與雷達的距離值，y為目標的寬度，z為

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-16-圖2-5速度解模糊誤差圖2.5DOA估計方法本節(jié)介紹的DOA估計方法的原理有DBF算法，MUSIC算法和CS-DOA算法，且本文中DBF算法和CS-DOA算法的接收信號均為單快拍信號。雷達放置在yoz平面上，發(fā)射陣元均放置在z軸上，接收陣元均放置在y軸上，陣元位置如圖2-6所示，假設(shè)兩個方向上均為均勻線陣。yzrdtdMN1圖2-6發(fā)射陣列和接收陣列圖2-6所示，z軸有M個陣元，y軸有N個陣元，該MIMO雷達的虛擬陣列為yoz平面上的面陣，虛擬陣元數(shù)為MN。假設(shè)有K個目標入射到該陣列

【參考文獻】：
期刊論文
[1]77 GHz FMCW車載雷達系統(tǒng)設(shè)計[J]. 張科遙,林福江,白雪飛.  信息技術(shù)與網(wǎng)絡安全. 2020(04)
[2]車載毫米波雷達國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J]. 韓寶石,王崢.  數(shù)字通信世界. 2019(09)
[3]車載毫米波雷達產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J]. 王金明,劉宇,賈寧.  汽車與配件. 2019(15)
[4]車載毫米波雷達應用研究[J]. 葉常青.  電子測試. 2019(13)
[5]基于遺傳算法的車載雷達天線陣列布局優(yōu)化方法[J]. 鄒樂,王偉,王學田.  微波學報. 2018(S1)
[6]基于多重頻脈沖串信號解速度模糊的研究[J]. 夏夢穎,蘇衛(wèi)民,顧紅,盧建春.  電子與信息學報. 2017(12)
[7]車載雷達應用及頻率劃分現(xiàn)狀[J]. 房驥,楊淵,劉瑞婷,彭瀟,劉曉勇.  數(shù)字通信世界. 2017(12)
[8]互質(zhì)陣中空間譜估計研究進展[J]. 張小飛,林新平,鄭旺,翟會.  南京航空航天大學學報. 2017(05)
[9]毫米波雷達的高分辨力成像[J]. 樊正芳,許小劍,趙素.  紅外與毫米波學報. 1994(04)

博士論文
[1]稀布陣列MIMO雷達成像技術(shù)研究[D]. 陳剛.南京理工大學 2014

碩士論文
[1]基于嵌套布置的三維陣列DOA估計[D]. 張健.電子科技大學 2019
[2]基于平面方陣的二維DOA估計方法研究[D]. 付暢.哈爾濱工程大學 2019
[3]分布式艦載高頻地波雷達MIMO陣列綜合技術(shù)研究[D]. 程光俠.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[4]基于FMCW車載雷達的目標探測和參數(shù)估計算法研究[D]. 武曦.東南大學 2018
[5]鯨魚優(yōu)化算法及其應用研究[D]. 凌穎.廣西民族大學 2018
[6]互質(zhì)陣的空間譜估計算法及其FPGA實現(xiàn)[D]. 胡濱.南京航空航天大學 2017
[7]77GHz汽車防撞雷達系統(tǒng)一些關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 徐俊.東南大學 2015
[8]基于壓縮感知的DOA估計算法研究[D]. 趙春雷.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[9]稀布陣列方向圖綜合優(yōu)化算法研究[D]. 但庚元.電子科技大學 2015
[10]基于壓縮感知的陣列DOA估計[D]. 朱晨辰.西安電子科技大學 2014



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