IR-UWB穿墙雷达系统研制与应用

针对穿墙雷达应用场景要求,突出工程实用性,对穿墙雷达系统各组成模块进行小型化设计。介绍了超宽带冲激脉冲穿墙雷达的工作原理和工程实现方法。根据课题需求进行设计方案优化,采用可编程门阵列(FPGA)结合高速模数转换器(ADC)设计了回波采集模块,使用等效采样技术降低实时采样率,从而降低了雷达系统设计成本;针对回波采集模块中的取样脉冲产生电路进行了电路仿真,保证了采样精度;基于传统蝶形天线进行了改进,通过高频仿真软件对天线参数进行优化,缩小了穿墙雷达物理尺寸;基于TCP/IP协议,实现了手持终端与穿墙雷达系统数据交互。实验结果表明:该超宽带穿墙雷达可以实现对墙后单(多)目标运动轨迹跟踪定位。

穿墙雷达系统中信号检测的新算法

针对冲击体制穿墙雷达系统中回波信号结构复杂、信噪比低、信号检测困难等问题,提出一种小波-双谱联合检测新算法.在对穿墙雷达回波信号建模的基础上,用联合算法将非相干累积后的回波信号经过小波包变换提高信噪比,再用双谱算法进行信号检测.实验结果验证了新算法的有效性,能提供比单独使用其中任一算法更高的检测精度.该算法能反映墙壁后物体的距离-方位信息,为穿墙雷达系统成像提供了可能.

超宽带穿墙雷达设计与脉冲压缩回波处理

有限时域差分法可以利用有限差分方程对电磁波穿透墙体后的情况进行分析,获得墙体的透射系数。利用该计算结果,对超宽带穿墙雷达模型进行数学建模,构造出超宽带脉冲压缩穿墙雷达模型。采用仿真软件对该模型一维情况的发射接收过程进行仿真。结果表明,有限时域差分法可以很好地计算出透射系数,雷达回波通过脉冲压缩算法处理后,可以实现对目标的精确定位与识别,提高雷达系统的整体性能。