Feature Extraction of Symmetrical Triangular LFMCW Signal Using Wigner-Hough Transform

Feature extraction of symmetrical triangular linear frequency modulation continuous wave （LFM- CW） signal is studied. Combined with its peculiar charaeteristics, a novel algorithm based on Wigner-Hough transform （WHT） is presented for the deteetion and parameter estimation of this type of waveform. The initial frequency and chirp rate of each segment of this wave are estimated, and the peak-value searching steps in the parameter spaee is given. Compared with Wigner-Ville distribution （WVD）, Pseudo-Wigner-Ville distri- bution （PWD） and Smoothed-Peseudo-Wigner-Ville distribution （SPWD）, WHT has proven itself to be the best method for feature extraetion of symmetrical triangular LFMCW signal. In the end, Monte-Carlo simulations under different SNRs are earried out, with validating results on this method.

高频雷达中LFMCW信号的分析

高频雷达在现代战争和民用事业上发挥着越来越重要的作用 ,线性调频连续波 ( L FMCW)信号是高频雷达常采用的信号形式。就 L FMCW信号在高频雷达中的应用作了具体分析 ,并导出了其差频相位的具体表达式 ,它表现出了要检测的各量的物理意义 ,对检测的方法提供了理论依据。在此基础上 ,利用二维 FFT处理技术对目标回波信号的信息提取进行了仿真 。

二维FFT算法在LFMCW雷达信号处理中的应用及其性能分析

LFMCW在动目标检测上存在一定难度,利用二维FFT处理技术对目标回波信号相位信息进行提取,可有效地抑制固定杂波,对动目标进行检测,该文就LFMCW的差频相位进行了分析和仿真,对二维FFT的具体应用约束和算法的复杂度作了分析。

基于二次混频DPT的LFMCW雷达多目标检测和参数估计

针对LFMCW雷达中高速加速运动目标的检测问题,该文提出一种二次混频DPT处理方法。利用三角线性调频信号的调频对称性,采用上、下调频差拍信号二次混频的方法消除目标高速运动导致的跨距离单元走动现象。按距离单元进行的DPT处理可获得目标加速度和初始速度的估计。进一步重点研究了多目标存在时的参数估计问题。分析了多目标交叉项的特点,得出了一次交叉项形成有效干扰以及二次交叉项出现的条件。借助于Clean算法的思想,通过依次检测并剔除能量最强目标,有效解决了多目标参数估计问题。给出了多目标处理的主要步骤。仿真结果验证了该文方法及结论的有效性。

基于直接相位差分的LFMCW雷达加速运动目标参数估计

针对LFMCW雷达中加速运动目标在跨距离单元走动情况下韵参数估计问题,提出一种直接相位差分方法。该方法通过对二维差拍信号沿慢时间维进行直接相位差分,在消除了快、慢时间线性耦合项的同时实现了慢时间维相位的降阶处理。对差分后的信号进行二维FFT运算,根据其二维谱峰位置即可获得目标加速度的估计,同时还可以获取目标速度的粗略估计。根据估计值构造补偿函数分别对上、下调频差拍信号进行补偿,通过解耦合处理即可获得目标初始距离和初始速度的精确估计。详细分析了方法的性能,包括加速度分辨率、最大不模糊加速度以及信噪比改善因子,分析结果表明该方法较二次混频-DPT处理具有更低的信噪比门限。仿真结果验证了方法的有效性。

基于局部补偿的LFMCW雷达速度-加速度模板匹配法

针对LFMCW雷达中加速运动目标在跨距离单元走动情况下的参数估计问题,提出一种基于局部补偿的速度-加速度模板匹配方法。推导给出了目标高速和加速运动情况下的差拍信号模型,基于该模型提出了速度-加速度模板匹配方法。借助于Zoom-FFT算法能够进行局部频率分析的特点,进一步提出了基于局部补偿的快速算法。通过提取目标二维谱进行分析等效实现时域抽取的操作,有效降低了搜索过程中的运算量。研究了局部补偿中参数的选取问题,并给出了算法的实现步骤以及运算量分析。仿真结果验证了方法的有效性。

一种用于LFMCW雷达距离跟踪的新方法

线性调频连续波(LFMCW)雷达在理论上有很高的测距精度,可用于对目标的距离跟踪。然而,传统的距离跟踪方法分裂波门法和距离分段处理技术对硬件都有很高的要求,往往很难实现较高的测距精度。该文针对线性调频连续波回波信号的特点,对目标回波进行加窗FFT处理,再对多散射中心进行内插,对结果进行滤波变换,从而利用信号处理的方法实现了LFMCW雷达的距离跟踪算法,具有测距精度高、抗干扰能力强等优点。文中通过仿真验证了该方法的有效性。

LFMCW系统测距精度及补偿方法研究

首先介绍了用LFMCW信号实现液位测量的原理,导出了线性调频雷达差频信号表达式;同时分析了信号非线性对测距精度造成的影响,并采用了数字预畸变技术以改善固态振荡源非线性振荡特性,取得了明显的效果。

SharcFIN接口芯片在LFMCW雷达信号处理机上的应用

在多片DSP复杂信号处理系统中,接口设计已成为数字信号处理研究的关键。本文介绍了SharcFIN芯片的结构和功能,SharcFIN芯片可以为DSP总线、PCI总线、SDRAM,FLASH等设备提供灵活方便的接口,并为DSP和PCI提供中断多路复用器。在LFMCW雷达信号实时处理系统中,分析了信号处理中的需求和限制,并利用SharcFIN接口芯片设计了双片ADSP21160处理系统,实现雷达信号的实时处理以及处理系统与主控机之间的实时通信。

基于Jacobsen法的LFMCW雷达测距算法

提出了一种基于Jacobsen法的LFMCW雷达测距算法。该算法通过应用Ja—cobsen法估计规则区差拍信号的频率，并对多段规则区差拍信号进行联合分析，以提高算法的稳定性和测距精度。实验结果表明：测距范围为10～10．25m，信噪比为8～12dB，算法的绝对误差始终小于1mm；噪声干扰会在一定程度上影响算法的测距精度。

周期分数阶傅里叶变换域多分量LFMCW信号间的分辨研究

周期分数阶傅里叶变换(Periodic Fractional Fourier Transform,PFRFT)是针对线性调频连续波(Linear Frequency Modulated Continuous Wave,LFMCW)信号的最佳检测方法,主要研究了PFRFT域中多分量LFMCW信号的分辨问题。通过对LFMCW信号在周期分数阶域的频谱特征,以及离散PFRFT计算条件下的频谱分布特征进行分析,推导了两个LFMCW信号在PFRFT域的临界分辨距离,得出临界分辨距离与量纲归一化因子有关的结论。针对PFRFT对多分量LFMCW信号的分辨问题,提出了一种综合优化的量纲归一化因子选择方法,仿真结果验证了该方法的有效性。

LFMCW雷达的差频信号采集系统设计

差频信号采集系统是线性调频连续波(LFMCW)雷达的核心部件之一。针对国产某新型LFMCW雷达传感器,设计并实现了基于C8051F120的LFMCW雷达差频信号采集系统,包括调制信号产生模块、差频信号采集模块以及串口通信模块。主要实现的功能有:产生非线性校正后的锯齿波调制信号;采集雷达差频信号并搭建二阶有源带通滤波器进行放大滤波;发送差频信号至上位机等。实验验证了LFMCW雷达差频信号采集系统的有效性。

基于DDS的LFMCW弹载测高引信

介绍了 LFMCW体制的弹载测高引信的特点、用模拟法产生 LFMCW信号的原理 ,及直接数字频率合成技术 ,提出了用 DDS实现 LFMCW弹载测高引信的方案。

LFMCW雷达中频接收机的设计与实现

针对一种线性调频连续波(LFMCW)雷达系统结构,提出一种中频接收机硬件平台的设计方案。该方案采用AD8347正交解调器做I/Q下变频,AD9248模数转换器做采样,EP3C80 FPGA做数字信号处理,PCI9054做PCI接口,并给出了系统软件的设计方法。实现了对线性调频连续波雷达中频信号的接收、处理和存储。通过测试,该接收机能够准确测量出目标信号的频率信息,可为雷达成像提供原始数据。

LFMCW雷达差频信号滤波电路设计

理想情况下LFMCW雷达差频信号在规则区内是标准正弦信号,但大量实测信号表明,差频信号中含有成分复杂的噪声信号,严重影响了雷达的测距精度。采用模拟滤波器,是滤除这些噪声信号最直接的办法。针对LFMCW雷达差频信号信号频带与噪声频带相近的特点,介绍了一种计算简单的模拟椭圆滤波器设计方法,分别设计了椭圆函数低通、高通滤波器,然后通过级联的方式构成带通滤波器。实测实验表明,该方法设计的带通滤波器可以有效地降低噪声干扰,提高LFMCW雷达差频信号质量。

杂波背景下基于LFMCW雷达的无人机检测性能分析

LFMCW雷达是探测近程目标的有效传感器。针对在密集地物杂波条件下LFMCW雷达对低小慢无人机的检测性能问题,对差频信号的时频域分析进行了简要介绍,并基于CA-CFAR和Monte-Carlo技术对距离维检测性能进行了仿真分析。从理论上分析了无人机参数(RCS、飞行速度)以及雷达参数(重频、调频带宽等)对差频信号的作用机理;扩展至地物杂波背景,分析了杂波幅度、距离等因素对无人机检测的影响机理;通过仿真实验验证了分析结论。研究表明,邻近地物杂波会对无人机距离维的检测产生较大影响。相同情况下,邻近杂波的RCS越大,距离相距越近,雷达的调频斜率越小,则无人机的检测概率越低。而无人机速度的影响表现在差频频点的轻微频移,频移方向与速度正负有关,当朝向邻近强杂波点飞近时,会导致自身检测概率的下降。研究成果可为LFMCW雷达探测无人机选择合适的信号参数提供一定的参考依据。

一种LFMCW雷达高度表信号处理系统的实现

文中介绍一种LFMCW雷达高度表信号处理系统的设计与实现,给出基于Altera公司的Cyclone II系列和ADI公司TS101芯片的信号处理硬件整体结构,分析整个系统的模块流程。同时提出在高度表中采用Chirp_Z算法提高精度,并对FFT和Chirp_Z算法工程实现作出了描述,通过仿真证明采用FFT、Chirp_Z算法能够实现高度高分辨的优越性,并最终在实验系统中验证了系统设计的有效性。

MCU+DSP的LFMCW雷达信号处理系统设计

提出了一种基于C8051F120+TMS320F28335的LFMCW雷达信号处理系统设计方案。该方案以C8051F120为信号采集核心,生成调制电压信号,驱动雷达传感器产生差频信号,并对差频信号进行信号调理与采集。以TMS320F28335为信号处理核心,嵌入基于相频匹配的频率估计算法对差频信号进行处理,得到测量距离。在线实验结果表明,系统各功能模块工作正常,相频匹配算法测量精度较高。

LFMCW雷达视频信号模拟器的研制

目标回波模拟在雷达系统的调试过程中有着非常重要的作用。本文介绍一种多目标雷达视频信号模拟器的设计和实现方案,该模拟器可以为线性调频连续波体制的多基地雷达系统的信号处理单元提供多个雷达目标在噪声环境下回波信号,为解决大数据量高数据率的雷达目标模拟提供了一个可行的解决途径。

提高LFMCW雷达近程探测测距精确度的算法研究

为减弱FFT的“栅栏效应”对LFMCW雷达差频信号频率估计精确度的影响,提高LFMCW雷达近程探测测距精度,首先建立差频信号模型,并选择4种常用的提高LFMCW雷达测距精度的算法进行理论分析,其次分别进行处理差频信号的仿真实验。仿真实验表明:在设定的信噪比的噪声干扰下,本文选择的4种算法都可以提高LFMCW雷达的测距精度。