毫米波连续波雷达载波泄漏对消——理论分析与系统仿真

对限制连续波体制雷达系统作用距离的载波泄漏问题仔细地作了探讨，对各种连续波体制载波泄漏有源对消方法进行了理论分析，并针对毫米波宽带调频雷达实际泄漏信号的特点进行了对消环路的系统仿真。结果表明设计良好的对消系统能有效地抵消载波泄漏功率达３０￣６０ｄＢ，对进一步作实验研究提供了理论基础。     

线性调频连续波雷达双通道距离改进系统

线性调频连续波雷达的差拍中频信号包含被探测目标的距离信息.为了更好地从线性调频连续波雷达的同波中提取出较远距离的目标信息,从电磁波在空间传播衰减情况以及脉压信号能量的大小与回波延时时间的关系两个方面,仿真论证了影响线性调频连续波雷达的探测距离的原因,并基于仿真结果提出了一种以DDS为线性调频信号源的双通道线性调频连续波雷达系统.通过用MATLAB软件进行仿真,得到在相同的工作环境下雷达探测距离从传统线性调频连续波雷达系统的45km提高到双通道系统的135km,超出传统线性调频连续波雷达系统距离的2倍以上,对工程实践具有指导意义.     

一种基于电荷泵锁相环的快速啁啾发生器

调频连续波(FMCW)雷达常用于测量多个目标的距离和速度,被广泛用于自动驾驶场景中。FMCW雷达产生的线性调频波称为啁啾(Chirp),通常由锁相环(PLL)电路产生。由于带宽有限,传统锯齿啁啾下降时间过长,降低了雷达性能。文章提出了一种基于分段电流电荷泵的快速啁啾发生器设计方案。调频阶段采用最佳电荷泵电流,即最优环路带宽,可保证啁啾的线性度。啁啾下降阶段使用更大的电流,可缩短下降时间。仿真结果表明,啁啾发生器频率输出范围为19.25～20.25 GHz, 1.2 V电压下整体功耗为31.8 mW。PLL带宽为1.5 MHz时,锯齿形啁啾下降的最大调制速率为454 MHz/μs。与恒定电荷泵电流方式相比,下降时间缩短了80%。     

基于FMCW雷达的呼吸模式分类技术研究

针对当前使用调频连续波雷达的呼吸模式分类算法准确度不高的问题,本文提出一种基于一维卷积神经网络（1DCNN）结合长短时记忆（LSTM）网络的多呼吸模式分类方法。方法共分为四步：第一步,对雷达提取的呼吸信号进行预处理;第二步,使用快速傅里叶变换（FFT）与连续小波变换（CWT）提取呼吸信号特征;第三步,根据呼吸特征对五种呼吸模式信号（正常呼吸、呼吸过速、呼吸过缓、呼吸深大、呼吸暂停）打标签制作数据集;第四步,使用数据集训练网络得到模型,并使用新数据测试模型。实验结果表明,此方法分类准确度要比现有使用CNN网络方法高5%左右。     

基于FMCW雷达的非接触式医疗健康监测技术综述

非接触式的医疗健康监测系统解决了用户依从性问题,避免了佩戴电极、传感设备进行监测带来的不舒适感,更有助于将健康监测融入日常生活。非接触式监测手段具有持续地监测用户健康状况的潜力,能够在突发急性医疗事件出现时及时示警,且能够满足新生儿、烧伤患者、传染病患者等特殊人群的监测需求。调频连续波(FMCW)雷达能够同时捕获雷达视场内目标的距离、速度信息,可用于非接触式地监测用户的心率、呼吸率等生理体征及跌倒等行为动作,且从技术上易于单片集成,成本可控,因此在医疗健康监测领域有着重要的应用价值。该文首先阐述了将FMCW雷达应用于非接触式医疗健康监测技术的理论基础,然后系统性地归纳了该领域中的典型前沿应用,最后总结了基于FMCW雷达的医疗健康应用这一领域的研究现状及局限性,并对其应用前景与潜在的研究方向进行了展望。      

基于FMCW雷达的自适应生命信号提取方法

为了进一步提高调频连续波（FMCW）雷达自适应提取生命信号能力,通过提高距离分辨率提取被测目标位置距离维处的人体生命信号,利用改进的快速互补集合经验模态分解（IFCEEMD）对生命信号分解,从分解得到的若干个固有模态函数（IMFs）中利用筛选准则分离出呼吸、心跳信号。实验结果表明,所提出的方法能够快速、准确地提取出不同呼吸状态下的呼吸频率和心跳频率,并且有效地消除人体身体随机抖动带来的干扰。     

物位计测量技术分析及应用研究

雷达物位技术是物位测量技术中发展较快的技术之一,但我国雷达物位仪表的研发还比较落后。分析了雷达物位计市场所占比重最大的两种测量方式——雷达脉冲测量和连续波线性调频测量的信号处理方式,比较了它们各自的优缺点,并指出了在应用中应注意的问题;同时,探讨了物位计开发过程中的技术难点,并根据我国现有的技术条件提出了相应的解决方案。     

小波变换在雷达物位计信号处理中的应用

雷达物位计信号处理的关键是去除噪声,提取有用信息.通过研究调频连续波FMCW雷达物位计工作原理及信号处理的基本算法,对比传统的采用傅里叶变换进行信号处理的方法,提出了采用小波变换来去除回波的干扰信号.实际应用结果表明,小波分析可以有效地应用于分析物位计回波信号,为提高测量精度等后续工作的开展提供稳定数据.     

西门子雷达物位计在抚顺石化洗涤剂厂的成功应用

介绍了一种采用四线制、24GHz、连续调频技术的雷达液位计——西门子Sitrans LR400,它成功解决了抚顺石化洗涤剂厂的脂肪醇聚氧乙烯醚储仓的物位测量难题。     

Design of 24 GHz Radar with Subspace‐Based Digital Beam Forming for ACC Stop‐and‐Go System

For an adaptive cruise control (ACC) stop‐and‐go system in automotive applications, three radar sensors are needed because two 24 GHz short range radars are used for object detection in an adjacent lane, and one 77 GHz long‐range radar is used for object detection in the center lane. In this letter, we propose a single sensor‐based 24 GHz radar with a detection capability of up to 150 m and ±30° for an ACC stop‐and‐go system. The developed radar is highly integrated with a high gain patch antenna, four channel receivers with GaAs RF ICs, and back‐end processing board with subspace based digital beam forming algorithm.