VCO曲线自适应预矫正方法

在调频连续波（FMCW）测距雷达的研制过程中,VCO线的非线性给雷达测距精度带采了巨大的影响。本文首先介绍了FMCW测距原理,VCO曲线非线性原理。然后提出了一种VCO自适应预矫正方案,在K波段FMCW测距雷达平台系统上进行了实测验证。验证结果表明,本文提出的VCO曲线自适应预矫正方法具有良好的效果。     

调频连续波雷达及其在汽车防撞系统中的应用

为了保障汽车驾驶的安全性,可以在汽车上安装汽车防撞信息系统。汽车防撞信息系统一般采用毫米波测距雷达,并且为调频连续波(FMCW)雷达。比较了毫米波脉冲和FMCW雷达汽车防撞系统的基本工作原理。具体地论述了FMCW雷达的基本结构和硬件实现方式;最后简单介绍了该种雷达在国内外的发展状况以及在汽车防撞系统中的应用。     

四种提高FMCW测距精度的方案及性能分析

针对调频连续波(FMCW)雷达在距离分辨率和测距精度上的设计需求,通过理论分析,找出影响FMCW雷达距离分辨率和测距精度的主要因素,指出可利用频谱细化方法来减少频率量化单元,提高系统测距精度。通过挑选工程设计中最具代表性的4个频率细化方案:采样序列补零法、基于复调制的ZFFT法、Chirp-Z变换法和FFT-DTFT结合法,进行了理论及性能分析,对4种方法在工程实现时所消耗的运算量和存储空间进行了横向对比,对算法的应用场合提出了使用建议。     

3mm波段FMCW近程雷达的研究

介绍了三毫米波段FMCW近程雷达作用距离的计算、雷达参数选择和测距精度的分析方法。并给出了所研制的3mm波段FMCW近程雷达的测试结果。     

雷达测距系统中一种改进的测距算法

文中首先介绍了雷达测距的两种常用方法,通过分析,调频连续波(FMCW)雷达更具有优势,然后阐述了调频连续波(FMCW)雷达测距系统的基本组成原理,再后本文论述了测频中最常用的FFT算法。接着分析研究了由此衍生出的距离谱,根据距离谱本文重点论述了其估计算法,说明了距离谱最大采样点法的问题,提出距离谱最大值二分估值法,又经过进一步改进得到距离谱最大值的拟合法。通过计算机仿真的结果确定距离谱最大值的拟合法提高了测距的精度。     

相参FMCW导航雷达方案设计与信号仿真

相比于脉冲模式工作的雷达系统,调频连续波(FMCW)系统具有高距离分辨率、低成本、低功耗和无近距离盲区等优点。根据导航雷达的研制需求,讨论并设计了一套切实可行的基于相参FMCW体制的导航雷达实现方案。该方案深入分析了FMCW雷达目标探测原理,合理设计了系统结构和信号处理流程,并完成了系统的指标参数解算、雷达系统建模与信号处理仿真。经过论证,该导航雷达设计方案具有可行性和有效性。     

一种面向液压储能器的122 GHz FMCW 测距雷达

针对液压储能器活塞位移测量过程中存在的高温、高压、油污等影响问题,提出了基于122 GHz FMCW 测距雷达的活塞位移测量方案。在分析雷达系统结构和工作原理的基础上,分别对调制信号单元、T/ R 收发单元、调理单元和ARM 实时处理单元进行了详细设计,一方面采用集成设计思路缩小了系统体积,满足了液压储能器内安装测试需求,另一方面通过设计聚焦透镜,提高了122 GHz 毫米波在液压储能器内部的穿透能力。实验结果表明,在2 m 液压储能器活塞测试中,122 GHz FMCW 测距雷达能够耐压30 MPa,测距误差不超过2 cm。     

基于LMS算法的FOD雷达射频泄露对消技术

针对机场跑道异物(FOD)探测系统中毫米波调频连续波(FMCW)雷达的射频泄漏问题,研究射频泄漏对消技术。分析了毫米波FMCW雷达中射频泄漏的产生原因,阐述了泄漏信号对FOD检测系统的影响。通过分析自适应滤波的原理,并结合毫米波FMCW雷达的特点,提出了一种基于最小均方误差(LMS)算法的自适应对消技术。仿真验证了该对消方案算法实现的可行性,同时分析了对消方案中数字信号处理(DSP)响应时间对FOD系统性能的影响。仿真实验结果表明,该对消系统的对消比可达到45 dB左右,可实现高精确度对消。     

一种新型FMCW雷达射频对消方法

随着平台一体化及雷达系统微型化的发展,调频连续波(FMCW)雷达发射至接收的信号泄漏更为严重,信号泄漏已成为制约FMCW雷达系统性能的关键因素。为解决这一问题,提出了一种新型的射频对消方法以提高FMCW雷达的收发隔离度,利用FMCW雷达泄漏信号与回波信号在频域可分离特点,采用数字锁相环技术产生主动对消矢量信号,在给定FMCW雷达泄漏信号初值的条件下仿真分析对消比与相位误差、幅度误差的关系,建立了特定条件下的具有自适应功能的射频对消方案,并设计了验证电路以验证方案的可行性。验证结果表明该方法在1 GHz带宽内实现了优于25 dB 的对消比,且该对消电路具有低功耗、结构简单等优势。     

D频段雷达传感器测距装置

针对其他各类传感器在极限条件下测距的局限性及微波雷达的全天候工作特点,提出了一种基于调频连续波(FMCW)工作方式的低功耗雷达测距装置。该装置功耗为500 mW,以120 GHz毫米波雷达传感器芯片为核心,使用STM32芯片进行控制及信号处理,基于ADF4169芯片完成所需的调频源输出。在对弱差频信号作滤波、放大、采集及频域处理后,通过上位机进行距离显示。实验结果表明:在1.5 m的单目标距离测试范围内,测距精度为3 cm。该系统的研究对推进D频段雷达传感器的实际应用具有重要价值。     

双基地线性FMCW雷达信号模糊函数及分辨特性

该文通过对双基地雷达几何结构和线性调频连续波(FMCW)信号的特点分析,推导了双基地线性FMCW雷达信号的模糊函数,表明模糊函数形状受目标位置的影响;从模糊函数推导出的距离分辨率、速度分辨率、距离速度耦合斜率均是关于目标双基地角的函数,从而导致目标的分辨特性与目标位置有关。该结论可为这种雷达体制在信号处理和波形设计上提供理论依据。     

An Efficient Method of Eliminating the Range Ambiguity for a Low-Cost FMCW Radar Using VCO Tuning Characteristics

This paper describes a simple method of eliminating the range ambiguity and the design approach for low-cost and small-size homodyne frequency-modulated continuous-wave (FMCW) radars. The range measurement accuracy could be efficiently improved by proper time gating of the beat signal without any closed-loop linearity compensation circuitry for typical varactor-tuned voltage-controlled oscillators (VCOs). The presented selectively gated fast Fourier transformation method is immune to the frequency shift of the VCOs. A$W$-band FMCW radar using a raw varactor-tuned VCO having the percent linearity of 7.16% was implemented, and achieved less than 2% ranging error of the target lying at 200 m. Owing to the simple structure and fast processing speed, this method is applicable to the various low-cost radar sensors for ranging and detection.     

模糊函数在三角LFMCW信号耦合现象中的应用

模糊函数是用来研究雷达信号好坏的一个重要的函数,根据模糊函数的概念和性质,结合雷达实际信号的模糊图,分析了LFMCW雷达信号距离-速度耦合现象,建立相应的LFMCW雷达的数学模型,研究了其测距和测速原理,对造成信号速度-耦合现象的本质进行了分析,通过仿真完成了多种不同速度情况下雷达信号回波。     

线性调频连续波跟踪雷达的信号处理方法

针对线性调频连续波雷达体制用于跟踪雷达的特殊问题,结合相应的信号处理算法提出了对总体设计的一些期望,以期对总体设计人员提供一定的参考。同时针对跟踪雷达的信号处理算在该体制中的特殊应用进行了分析,并对现有的产品设计方案提出了进一步完善的方法。分析表明,调整设计方案后可以增加原有产品的雷达作用距离和跟踪精度。     

单通道调频连续波雷达动目标探测技术研究

单通道调频连续波(frequency modulated continuous wave, FMCW)雷达体积小、成本低,近年来是近距离目标探测领域的一个研究热点. 然而,动目标的速度-方位耦合问题会导致波束形成时测角模糊. 针对这一问题,提出了一种动目标补偿方法. 依据此方法给出一种单通道FMCW雷达信号处理流程,并进行了仿真和实验验证,结果表明:动目标补偿方法可以有效地解决单通道FMCW雷达动目标探测时的测角模糊问题;应用此单通道FMCW雷达信号处理流程,可以实现对动目标的有效探测.     

多类型调频连续波激光雷达测距原理与仿真分析

依据调频连续波激光雷达测距原理,详细阐述了三种不同类型的调频连续波激光测距雷达的基本过程,并对其测距过程进行了推导;搭建了锯齿波、三角波和正弦波三种不同类型激光测距原理验证平台,设计了调制信号产生模块,拍频仿真模块,并测定拍频后的频率值;分析了三种类型调频连续波激光雷达的适用条件和范围,为后续系统设计和硬件选型提供了参考依据。     

近距离超宽带调频连续波雷达非线性校正研究

调频连续波雷达凭借其结构简单、造价低廉等优势在目标探测与识别等方面体现出重要的应用价值,然而系统的非线性调制问题成为制约其性能的重要因素。传统的非线性校正方法能够在一定程度上估计非线性,但估计过程中的误差传递问题导致校正效果并不理想。基于该问题,本文提出一种基于多项式回归的方法实现非线性的准确估计。所提算法首先将非线性相位建模为多项式函数,然后通过多项式回归实现参数的联合估计,以消除误差传递问题。基于估计出的参数,通过时域重采样操作实现非线性的校正。仿真结果表明,所提算法不仅能够准确估计出多项式参数,而且在一定信噪比下比传统算法更接近克拉美—罗界。X波段FMCW雷达实测数据处理结果显示,本文所提算法可以有效消除非线性误差。