LFMCW測距雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)研究.pdf

1、基于線性調(diào)頻連續(xù)波（linear frequency modulation continuous wave，LFMCW）技術(shù)的毫米波雷達(dá)系統(tǒng)憑借其低發(fā)射功率、高距離分辨率、無距離盲區(qū)、低截獲概率性能、結(jié)構(gòu)簡單和便于集成化等特點(diǎn)在民用和軍事方面都得到了廣泛的應(yīng)用。本文在工程項(xiàng)目高精度線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，針對(duì)雷達(dá)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)測距精度不高和測距范圍較小的問題，從信號(hào)處理的算法研究和硬件實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面進(jìn)行了較為深入的研究。
　　

2、首先，本文分析了LFMCW雷達(dá)的測距原理，并對(duì)差拍信號(hào)的頻域特性進(jìn)行了研究，著重討論了雷達(dá)測距系統(tǒng)的距離分辨率和距離測量精度（測距精度）。
　　其次，完成了高精度線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，詳細(xì)闡述了射頻前端的選型和參數(shù)，給出了信號(hào)處理及顯控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案和主要電路圖。
　　針對(duì)雷達(dá)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)測距精度不高的問題，本文研究了幾種提高測距精度的算法。在算法研究的基礎(chǔ)上，提出了基于Rife算法、時(shí)間窗、頻率窗和同步技術(shù)

3、的基帶信號(hào)處理方法，并在LFMCW雷達(dá)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上驗(yàn)證了該方法的有效性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與經(jīng)典的差拍-傅里葉測距方法相比，該方法可以將雷達(dá)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的測距精度提高三倍。
　　針對(duì)雷達(dá)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)測距范圍較小的問題，本文提出了一種基于小波包的LFMCW雷達(dá)測距方法。該方法根據(jù)小波包分解算法可以提取微弱信號(hào)的特點(diǎn)，結(jié)合FFT算法來增加LFMCW雷達(dá)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的測距范圍。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法可以將雷達(dá)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的有效作用范圍增加二十米。
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