最小方差无偏估计方法提高Gm-APD啁啾调制光子雷达的测距精度

啁啾调制光子雷达由于探测器Gm-APD的死时间限制了采样频率和调制带宽的提高,FFT进行信号处理时存在着固有的频域采样间隔,使得测距精度的提高受到很大限制.按照啁啾光子雷达接收机的信号处理过程对回波信号进行了推导,获得了系统回波中频信号的解析表达式,并采用最小方差无偏估计的方法对中频频谱进行处理,最后对该方法进行了仿真...     

一种提高连续波雷达目标检测精度的方法

为线性调频连续波雷达在多个运动目标信息接近的情况下识别出目标,提出了一种利用FFT+CZT+相关系数的算法。由于线性调频连续波雷达本身存在距离 速度耦合的问题,在测量多个运动目标的情况下会出现大量的虚假信息。从而造成了目标误检率高的问题。该算法利用FFT+CZT将上下扫频差拍信号频谱进行细化,然后计算它们的相关系数,由相关系数确定频谱的相似程度,从而完成上下扫频差拍信号的频谱配对。同时对频谱进行CZT变换的处理,也提高了雷达多目标测距测速的精度。通过Matlab的仿真实验,结果表明提高测距测速精度的同时也降低了雷达的误检率。     

一种基于二分法和SDFT的FMCW雷达高精度测距方法

为了提高FMCW雷达的测距精度,提出一种将SDFT结合二分法来提高峰值频率点的搜索方法。该方法克服了传统FFT固有采样间隔导致的测距误差问题,首先利用FFT处理将谱峰值限定在两个频点之间,然后采用二分法和SDFT逐步搜索峰值,在不增加太大计算量的条件下进一步提高差频信号的谱分析精度,进而提高了测距精度。最后通过仿真分析验证了该方法的有效性,满足了高精度测距的实际需要。     

Chirp-z变换在雷达信号处理中的应用

雷达信号处理算法中大多数采用FFT方法测量频率,如果提高测频精度需增加FFT点数,增加FFT点数的实质是在整个单位圆（即整个距离谱）上均匀增加频域采样点数,从而造成运算量的成倍增加。Chirp-z变换可以实现对回波频谱中的某段进行局部细化,从而在采样点数、运算量增加不多的情况下,大大提高雷达的测量精度。     

一种提高相位测距精度的方法

在激光相位测距中,距离是通过求回波信号的相位信息求得的。由于频谱泄露和栅栏效应,传统的FFT不能精确地计算出频率点的相位值,因此提出使用密集频谱细化技术和频谱校正技术对回波信号的频谱进行校正。实验结果表明:基于复解析带通滤波器的复调制谱细化算法所需的运算量少,计算速度快,同时能够提高相位测量精度;频谱校正算法中相位差校正算法是一种精确的校正方式,校正精度很高;频谱细化和频谱校正技术大大提高了频谱分辨率。在工程应用中,本文方法运用于激光相位测距中能大幅度提高频域数字测相的精度。     

基于双DDS的LFMCW雷达主动测距技术

线性调频连续波(LFMCW)雷达回波的差拍中频信号包含探测目标的距离信息和多普勒信息,它们可以通过对差拍中频信号进行二维快速傅里叶变换分别得到.但是二维FFT处理距离副瓣高,距离分辨率差,不能有效地消除不同距离单元之间距离副瓣的相互影响.文中提出一种LFMCW雷达的主动测距技术,可以有效隔离距离副瓣,提高雷达的距离分辨率,实现主动方式测距.最后给出了实现方法和实验结果.     

CZT在双频连续波雷达信号处理中的应用分析

分析了线性调频Z变换(Chirp-Z Transform,CZT)在双频连续波雷达信号处理中的应用。说明了双频连续波雷达的测距精度与双频频差和输入信噪比成正比、测速精度与差拍信号频谱分辨率成正比的关系,讨论了CZT在双频连续波雷达中的应用,发现CZT使得双频连续波雷达的测速精度提高,但引起的信噪比损失会使得测距精度降低。仿真结果验证了分析的正确性。     

采用Chirp-Z变换提高LFMCW雷达的测距离精度

１ＦＭＣＷ雷达在理论上具有很高的测距精度和距离分辨力，然而在实际系统中，由于其采用ＦＦＴ进行信号处理所固有的频域采样间隔，使得其测距精度与距高分辨力处于同一数量级。为此，本文在传统ＦＦＴ处理的基础上，采用Ｃｈｉｒｐ－Ｚ变换进一步对其回波中频距离谱的主瓣进行局部细化，从而在运算量增加不多的情况下，大大提高１ＦＭＣＷ雷达的测距精度，以满足高精度测距的实际需要。     

应用Zoom FFT方法提高相干测风激光雷达频谱分辨率

脉冲相干测风激光雷达距离门内的回波具有中频高、频带宽、采样点稀疏等特点。采用传统的信号处理方法, 雷达频谱分辨率很难提高。在研究无线电雷达信号频谱细化技术的基础上, 采用Zoom FFT 频谱细化结合数字滤波器组的方法, 通过仿真研究验证了该方法对提高脉冲相干激光测风雷达的频谱分辨率具有良好效果。文章介绍了Zoom FFT 算法和数字滤波器组的原理,对模拟低频和高频信号进行了仿真,并且利用真实风场数据进行了验证,充分证明了该算法对于提高脉冲相干激光测风雷达的频谱分辨率的有效性。     

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。     

一种改进的毫米波引信分数阶频谱细化算法

毫米波线性调频系统普遍采用“差频–快速傅里叶变换(FFT)”进行信号处理,但是当目标与雷达之间存在相对运动时,差频信号包含了目标的距离和速度信息。利用传统的FFT变换进行速度距离解耦合操作,效果并不理想。针对此问题,介绍了分数阶FFT和基于这一变换的调频信号检测原理,提出一种改进的分数阶傅里叶域局部频谱细化方法。仿真结果表明,该频谱细化算法在相同的FFT变换点数下,能够获得更高的频谱分辨率,而频谱分辨率相同时,该算法的计算量更少。     

Adding Sensitivity to the MLBF Doppler Centroid Estimator

The multilook beat frequency (MLBF) algorithm is the Doppler centroid estimator most commonly used in practice to solve the Doppler ambiguity. However, it still makes errors, notably in medium- or low-contrast scenes. In this paper, we present two ways in which the estimation sensitivity of the MLBF algorithm can be improved. First, we give a more thorough frequency-domain explanation of how the MLBF algorithm works and explain how cross beating and range migration cause estimation difficulties. The first improvement to the algorithm replaces the fast Fourier transform (FFT)-based beat frequency estimator with a more accurate one that uses phase increments. It avoids the FFT limitations of resolution and quantization, especially when the signal is discontinuous in one range cell due to range cell migration or burst mode operation (ScanSAR). A second improvement uses range cell migration correction to straighten the target trajectories before the beat frequency estimator is applied. This has the effect of narrowing the bandwidth of the beat signal and reducing the effect of cross beating. Finally, experiments with RADARSAT-1 data are used to illustrate the improved estimation accuracy of the modified algorithm     

卫星直扩通信系统干扰检测技术研究

提出一种卫星直扩通信系统的干扰检测方法,首先将时域接收信号构造为一个复矢量信号,接着对该复信号进行加窗快速傅里叶变换（FFT）,然后根据接收信号在频域上呈现的统计特性,估计出自适应干扰检测门限,谱线幅度大于干扰检测门限的谱线被认为是干扰信号的频谱,最后根据干扰信号的特性估计出该信号的频率、带宽和功率。理论分析和实验表明,该方法对于卫星直扩通信系统中的干扰信号具有很好的检测性能。     

按多距离通道重构的杂波仿真方法

针对工作于中重频(MPRF)模式的机载脉冲多普勒(PD)雷达,提出了一种视频杂波信号仿真方法.该方法基于计算出的杂波功率谱,按距离通道进行时域信号重构,能够保留各距离通道内频域信息.仿真结果表明,I/Q两路视频信号进行FFT后能够反映出距离-多普勒通道的杂波二维分布,适用于杂波相干视频仿真.     

基于Chirp-z变换的电波流速仪的测量精度研究

测速中对回波信号的处理大多采用FFT方法测频。为了提高测量精度,需要增加采样点数,这样使得运算量增大。提出了一种局部细化方法,通过FFT找出感兴趣的某一频率范围,再对该段进行Chirp-z变换,也就是说在不增加采样点数,运算量增加不大的前提下,提高测量精度。实验结果表明,这种细化方法能够有效提高测量精度。     

FSK-FMCW雷达通信一体化信号设计与处理方法研究

在未来的智能交通系统中,车载雷达通信一体化信号可使智能车辆同时完成雷达探测和通信信息传输功能,然而现有的基于调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW）的车载雷达通信一体化信号的通信数据率较低,难以满足未来智能交通的需求。为了提高雷达通信一体化系统的通信数据率,本文提出了一种频移键控（Frequency-Shift Keying, FSK） FMCW雷达通信一体化信号设计方法,该方法通过在每个线性调频（Linear Frequency Modulation, LFM）信号上调制多个通信符号,以提高一体化信号的通信数据率。此外,在雷达接收端,将差拍处理和二维快速傅里叶变换（Fast Fourier Transformation, FFT）相结合,对接收到的目标回波进行处理,以获取目标的距离与速度估计。在通信接收端,通过差拍和一维FFT处理,对接收到的FSK-FMCW雷达通信一体化信号进行通信信息解调。最后,通过仿真实验验证了所提方法的有效性。      

基于DSP的64点FFT算法实现

快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation,FFT)作为时域和频域转换的基本运算,是谱分析的必要前提,广泛应用于信号的实时处理。分析了FFT的基本原理,以TI公司的TMS320VC5402 DSP为硬件平台,实现了实时快速傅里叶变换算法,验证了在DSP上实现快速傅里叶变换(FFT)的准确性和可行性,对信号谱分析具有重要意义。