FMCW雷达近距离三维探测研究

摘要 (i)

ABSTRACT ......................................................................................................... i i 第一章绪论 (1)

1.1 研究背景及意义 (1)

1.2 国内外研究现状 (2)

1.3 本论文结构安排 (4)

第二章FMCW雷达测距测速原理以及信号处理方法 (5)

2.1 三角调频连续波测距测速原理 (5)

2.1.1 三角调频连续波信号探测简化模型分析 (5)

2.1.2 三角调频连续波距离速度计算的复杂模型分析 (8)

2.2 锯齿调频连续波测距测速原理 (10)

2.2.1锯齿调频连续波运动目标探测简单模型分析 (10)

2.2.2 锯齿波运动目标探测复杂模型分析 (11)

2.3 雷达系统参数的选取 (13)

2.3.1 锯齿波调频带宽的影响 (14)

2.3.2 锯齿波调频周期的影响 (14)

2.4 锯齿调频连续波雷达的MTI (15)

2.4.1 MTI原理分析 (15)

2.4.2 MTI程序仿真 (16)

2.5 锯齿调频连续波的积累 (17)

2.5.1 积累的原理 (17)

japanese movement2.5.2 相参积累的仿真实验 (18)

2.6 锯齿波雷达测距测速精度提升的方法 (20)

2.6.1 测距精度的提升方法 (20)

2.6.2 测速精度的提升方法 (21)

2.7 本章小结 (24)

第三章FMCW雷达的一维DBF测角 (25)

3.1 DBF测角原理 (25)

3.2 均匀线阵的一维角度探测 (26)

3.3 MIMO阵列的设计及角度探测 (29)

3.3.1 发射天线分时切换，接收天线同时接收的低速目标测角 (29)

3.4 本章小结 (34)

第四章二维DBF测角及收发阵列设计 (36)

4.1 正交接收阵列的二维DBF测角 (36)

4.2 收发正交MIMO阵列的二维DBF测角 (37)

4.3 改进型MIMO收发阵列的二维DBF测角 (39)

4.4 目标三维信息的合成 (41)

4.4.1 二维正交接收阵列探测方式的距离-角度配对研究 (41)

4.4.2 二维正交接收阵列探测方式的速度--角度配对研究 (43)

4.4.3 二维正交接收阵列探测方式的三维信息合成 (45)

王绪恭4.4.4 俯仰方向发射阵列切换探测方式的距离-角度配对研究 (47)

4.5 本章小结 (49)

外包培训第五章FMCW雷达的硬件实现及三维探测实验 (50)

5.1 雷达元件介绍 (50)

5.1.1 锁相环原理及芯片选择 (50)

5.1.2 发射芯片ADF5901 (51)

5.1.3 接收芯片ADF5904 (53)

5.2 雷达系统概述 (53)

5.3 雷达系统的加工与测试 (54)

5.3.1 雷达系统的加工 (54)

5.3.2 雷达发射端的测试 (55)

5.4 本章小结 (56)

结束语 (58)

致谢 (59)

参考文献 (60)

作者在学期间取得的学术成果 (64)

表目录

表3.1 MIMO雷达差拍信号的相对相位 (30)个旧三中

表3.2 设计接收天线间隔后的相对相位 (31)

表3.3 收发天线的切换时序 (33)

表4.1 天线系统工作方式及接收天线间相对相位 (40)

表4.2 目标特性与雷达参数设置 (44)

表4.3 三目标特性设置 (46)

表5.1 ADF4159芯片主要参数 (51)

表5.2 ADF5901芯片主要参数 (52)

表5.3 ADF5904芯片主要参数 (53)

电子工业专用设备

图目录

图1.1 德国雷达系统示意图 (2)

图1.2 美国专利系统示意图 (3)

图2.1 三角波静止目标差拍信号 (6)

图2.2 三角波运动目标差拍信号 (7)

图2.3 锯齿波运动目标差拍信号 (11)

图2.4 MTI消除静止目标结果 (17)

(a) 单个周期距离谱 (18)

(b) 16个周期相参积累后的距离谱 (19)

图2.5 单个周期与相参积累16个周期距离谱 (19)

图2.6 信号频谱积累结合MTI的仿真结果 (20)

(a) 16个周期16点速度维FFT (22)

(b) 32个周期32点速度维FFT (23)

图2.7 不同参数设置下的测速结果 (23)

图3.1 均匀线阵各天线单元的相对相位 (25)

(a) 收发示意图 (27)

(b) 目标方位角探测仿真结果 (27)

图3.2 收发模型及方位角探测结果 (27)

图3.3 细化角度间隔后的仿真结果 (28)

图3.4 16元接收天线测角仿真结果 (29)

图3.5 MIMO雷达阵列结构 (30)

图3.6 发射天线切换测角 (31)

图3.7 设计接收天线间隔 (31)

图3.8 改进的MIMO收发天线排列 (32)

图4.1 发射共用的二维角度探测 (36)

图4.2 正交接收阵列结构及仿真结果 (37)

图4.3 形正交收发阵列结构 (38)

图4.4 发射切换的正交收发阵列仿真结果 (39)

图4.5 改进的二维MIMO收发天线 (39)

图4.6 方位角与俯仰角探测结果 (40)

图4.7 两目标距离-方位角与距离-俯仰角配对结果 (43)

图4.8 速度-方位角匹配流程图 (44)

图4.10 目标三维信息匹配流程 (46)

图4.11 目标三维合成结果 (47)

我生活的世界图4.12 目标三维探测仿真结果 (49)

图5.1 锁相环原理图 (50)

图5.2 ADF4159功能框图 (51)

图5.3 ADF5901功能框图 (52)

图5.4 ADF5904功能框图 (53)

图5.5 雷达系统框图 (54)

图5.6 电路板剖面结构 (55)

图5.7 雷达加工实物图 (55)

图5.8 输出24GHz信号频谱 (56)

图5.9 三角波输出信号频谱 (56)

本文发布于:2024-09-23 04:32:48，感谢您对本站的认可！

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