本文關(guān)鍵詞：FMCW雷達(dá)近距離反射性能研究

  更多相關(guān)文章： FMCW雷達(dá)系統(tǒng) 近距離 反射 寄生調(diào)幅

【摘要】：FMCW(調(diào)頻連續(xù)波)雷達(dá)具有非接觸、功率小、測距精度高的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于船艙、儲(chǔ)油罐等液位測量,未來還有可能應(yīng)用于其它近距離、高精度測量領(lǐng)域。在近距離應(yīng)用場合,其測距精度會(huì)受到天線波束寬度、天線法線方向和反射面的夾角等因素的影響。關(guān)于近場電波反射特性的精確理論分析較困難,目前沒有成熟的通用理論可以利用。本文通過實(shí)驗(yàn)的方法對FMCW雷達(dá)電波的近距離反射特性進(jìn)行了研究,主要工作如下：(1)完善了基于掃頻范圍9.25GHz-10.75GHz的FMCW射頻模塊和DSP的FMCW雷達(dá)測距系統(tǒng),根據(jù)近距離反射特性進(jìn)究,對原有系統(tǒng)的信號(hào)濾波放大模塊、A/D模塊以及CPLD模塊和控制算法進(jìn)行了改進(jìn),完成了電路設(shè)計(jì)、電路板焊接和調(diào)試。(2)由于FMCW雷達(dá)測距系統(tǒng)中同軸電纜接口處反射直流分量和低頻分量影響,在近距離實(shí)驗(yàn)時(shí),差頻信號(hào)頻率較低,濾波器對直流和低頻干擾分量的抑制效果有限,為此本文針對FMCW雷達(dá)近距離反射特性進(jìn)究的特點(diǎn)對現(xiàn)有的系統(tǒng)軟件進(jìn)行了改進(jìn),通過縮短掃頻周期以提高回波信號(hào)頻率,進(jìn)而提高帶通濾波器下限截止頻率。為了盡可能縮短掃頻周期,對現(xiàn)有的系統(tǒng)軟件進(jìn)行了如下的改進(jìn)：1)通過查表發(fā)送頻率控制序列；2)提高DSP McBSP采樣率發(fā)生器時(shí)鐘頻率以縮短位發(fā)送時(shí)間；3)中斷服務(wù)程序采用效率更高的匯編語言編寫。(3)實(shí)驗(yàn)中通過對回波差頻信號(hào)的觀測發(fā)現(xiàn)其幅度在一個(gè)掃頻周期內(nèi)有較大的起伏,通過模擬帶寬12GHz的示波器直接測量FMCW射頻模塊發(fā)射波形,證實(shí)了雷達(dá)模塊自身發(fā)射調(diào)頻信號(hào)中有寄生調(diào)幅的存在。針對線性FMCW系統(tǒng)輸出差頻信號(hào)存在寄生調(diào)幅的現(xiàn)象,通過仿真實(shí)驗(yàn)分別分析了寄生調(diào)幅對兩種常用的基于DFT的FMCW雷達(dá)距離估計(jì)方法的距離估計(jì)精度的影響,并與實(shí)測信號(hào)作對比,驗(yàn)證了寄生調(diào)幅的存在會(huì)給距離測量帶來較大誤差,并提出了修正方法。(4)設(shè)計(jì)并完成了兩個(gè)FMCW雷達(dá)近距離反射特性實(shí)驗(yàn)。第一個(gè)是將圓形白鋼反射面板切割成等寬度的同心圓環(huán),分析在近場天線波束照射下,不同環(huán)面反射回波信號(hào)的幅度和相位特性；第二個(gè)是以整個(gè)圓形白鋼板為反射面,通過調(diào)整反射面與天線法線方向夾角,研究反射面偏轉(zhuǎn)不同角度時(shí)回波信號(hào)特性。通過實(shí)測發(fā)現(xiàn)當(dāng)反射面旋轉(zhuǎn)一定角度時(shí)回波中出現(xiàn)較強(qiáng)的二次反射,并對產(chǎn)生二次反射的原理進(jìn)行了分析。
【關(guān)鍵詞】：FMCW雷達(dá)系統(tǒng) 近距離 反射 寄生調(diào)幅
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN958.94
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 FMCW雷達(dá)發(fā)展與應(yīng)用12-14
• 1.2.2 近距離雷達(dá)反射性能研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 課題主要研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)安排16-19
• 第2章 線性FMCW測距基本原理19-25
• 2.1 三角波線性調(diào)頻測距原理19-23
• 2.2 離散差頻信號(hào)與距離測量23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第3章 FMCW雷達(dá)測距實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)25-53
• 3.1 RS3400X/00雷達(dá)模塊25-27
• 3.1.1 線性調(diào)頻信號(hào)的生成25-26
• 3.1.2 SPI接口26-27
• 3.1.3 RS3400X/00調(diào)頻數(shù)據(jù)格式27
• 3.2 濾波和放大模塊27-35
• 3.2.1 帶通濾波器27-34
• 3.2.2 放大電路34-35
• 3.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊35-39
• 3.4 數(shù)字信號(hào)處理模塊39-44
• 3.4.1 片內(nèi)存儲(chǔ)器40-41
• 3.4.2 可編程定時(shí)器41-42
• 3.4.3 多通道緩沖串行口42-44
• 3.5 外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展模塊44-46
• 3.6 可編程邏輯控制模塊46-47
• 3.7 軟件算法模塊47-51
• 3.8 本章小結(jié)51-53
• 第4章 寄生調(diào)幅對FMCW雷達(dá)測距影響分析53-65
• 4.1 寄生調(diào)幅對基于幅度測距的影響55-61
• 4.2 寄生調(diào)幅對基于相位測距的影響61-64
• 4.3 本章小結(jié)64-65
• 第5章 FMCW雷達(dá)近距離實(shí)驗(yàn)測量及分析65-83
• 5.1 天線場區(qū)劃分及天線方向性65-68
• 5.1.1 天線場區(qū)劃分原理65-66
• 5.1.2 天線方向性66-68
• 5.2 單環(huán)反射面實(shí)驗(yàn)測量68-74
• 5.2.1 反射面結(jié)構(gòu)68-69
• 5.2.2 天線與反射面校準(zhǔn)69-71
• 5.2.3 減少雜波反射措施71
• 5.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析71-74
• 5.3 反射面旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)測量74-82
• 5.4 本章小結(jié)82-83
• 總結(jié)與展望83-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 致謝89-90
• 作者簡介90

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 魏國華;吳嗣亮;;Range Ambiguity Elimination in a Short-Range FMCW Radar System[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);2007年02期

2 ;Scale transform algorithm used in FMCW SAR data processing[J];Journal of Systems Engineering and Electronics;2007年04期

3 屈飛園;曹寧;;車載FMCW雷達(dá)準(zhǔn)確檢測多目標(biāo)的一種有效方法[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2012年06期

4 岳文豹;楊錄;張艷花;;FMCW雷達(dá)近程測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2012年04期

5 夏春云;池龍;張群;梁穎;朱蒙;;FMCW-SAR高分辨距離成像中混頻模式分析與頻譜補(bǔ)償方法[J];火力與指揮控制;2013年10期

6 Luo Yunhua;Song Hongjun;Robert Wang;Zheng Shichao;;HIGH-RESOLUTION AUTOMOBILE FMCW SAR AND SIGNAL PROCESSING[J];Journal of Electronics(China);2013年06期

7 Luo Yunhua;Song Hongjun;Robert Wang;Xu Zheng;;WIDE SWATH FMCW SAR DATA PROCESSING IN SQUINT MODE[J];Journal of Electronics(China);2014年01期

8 劉寶,劉軍民;FMCW雷達(dá)快速高精度測距算法[J];電子測量與儀器學(xué)報(bào);2001年03期

9 賀樂廳,孫利生,翟羽健;汽車防撞用FMCW雷達(dá)的改進(jìn)[J];測控技術(shù);2003年03期

10 楊健,劉發(fā)林;基于六端口技術(shù)的FMCW雷達(dá)[J];現(xiàn)代雷達(dá);2005年10期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 李守鐸;李喬藝;梁歡;張啟迪;熊燕玲;;基于FMCW技術(shù)的光柵最小分辨距離的研究[A];黑龍江、江蘇、山東、河南、江西 五省光學(xué)（激光）聯(lián)合學(xué)術(shù)‘13年會(huì)論文（摘要）集[C];2013年

2 甘體國;;小型FMCW近炸引信高度表[A];1993年全國微波會(huì)議論文集（下冊）[C];1993年

3 齊國清;賈欣樂;;FMCW雷達(dá)液位測量系統(tǒng)信號(hào)處理方法[A];第九屆全國信號(hào)處理學(xué)術(shù)年會(huì)（CCSP-99）論文集[C];1999年

4 魏崇毓;王大全;;FMCW生命體探測雷達(dá)信號(hào)處理問題[A];2011年全國微波毫米波會(huì)議論文集（下冊）[C];2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 齊國清;FMCW液位測量雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及高精度測距原理研究[D];大連海事大學(xué);2001年

2 張大煒;機(jī)載SAR實(shí)時(shí)處理技術(shù)和FMCW-SAR成像的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（電子學(xué)研究所）;2007年

3 盛懷茂;汽車防撞毫米波FMCW雷達(dá)前端集成關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）;2002年

4 Ahmed Hosni Ali Mohamed Elghandour;[D];長春理工大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 余亞會(huì);FMCW激光雷達(dá)測距拍信號(hào)降頻方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 趙冬磊;W波段混合集成FMCW源研究[D];電子科技大學(xué);2014年

3 劉飛;24GHz混合集成FMCW源研究[D];電子科技大學(xué);2014年

4 馬世能;單天線FMCW雷達(dá)射頻收發(fā)前端高隔離技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

5 吳志平;FMCW雷達(dá)的發(fā)射泄漏及相位噪聲的抑制[D];電子科技大學(xué);2014年

6 郭齊;應(yīng)用于FMCW雷達(dá)系統(tǒng)的頻率源設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2015年

7 金龍;C波段FMCW天氣雷達(dá)探測試驗(yàn)和應(yīng)用研究[D];成都信息工程學(xué)院;2015年

8 宋鋮;FMCW雷達(dá)物位計(jì)收發(fā)前端的設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2015年

9 湯光超;GPS在高分辨FMCW SAR中的應(yīng)用研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

10 彭國豪;FMCW雷達(dá)近距離反射性能研究[D];大連海事大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：551089