毫米波主動探測系統(tǒng)的信號處理算法及實(shí)現(xiàn).pdf

1、毫米波雷達(dá)在近程測距方面有著廣泛的應(yīng)用，高效的測距算法和穩(wěn)定的硬件電路是實(shí)現(xiàn)高精度測距的重要保障。本文以3mm主動探測系統(tǒng)為研究背景，圍繞主動雷達(dá)測距的高精度算法和系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入研究。按照實(shí)際應(yīng)用需求，構(gòu)建了一種對信號進(jìn)行處理的系統(tǒng)，主要工作如下:
　　1、介紹了LFMCW雷達(dá)主動探測的基本原理和實(shí)現(xiàn)方案，給出了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，建立了差頻信號模型并進(jìn)行了相關(guān)參數(shù)分析。
　　2、利用比值法測距算法簡單、精度高、易實(shí)

2、現(xiàn)的特點(diǎn)，首先分析了Rife算法和幅相聯(lián)合內(nèi)插算法(CAPI)的性能，提出了Rife和幅相聯(lián)合內(nèi)插結(jié)合算法(R_CAPI);其次剖析了比值法其他兩種常用算法Jacobsen和Quinn算法的性能，提出了基于J-Quinn的頻率估計(jì)算法。兩種改進(jìn)算法均提升了差頻信號頻率估計(jì)性能。
　　3、針對FFT變換存在柵欄效應(yīng)、頻譜泄露和分辨率不高的缺陷，以及目前一些算法在多頻率估計(jì)方面的不足，本文提出將MVDR模型的現(xiàn)代譜估計(jì)理論引入到LFM

3、CW雷達(dá)測距中。在傳統(tǒng)MVDR譜估計(jì)方法基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，提出自適應(yīng)的最速下降頻率估計(jì)算法(AFEA-SD)，此方法中所使用的依托迭代理論的譜峰搜索區(qū)別于通常的搜索方法，結(jié)果表明，此算法可以有效克服FFT變換的固有缺陷，并具有分辨率高、估計(jì)精度高、計(jì)算量小和可用于多頻率估計(jì)的優(yōu)勢。
　　4、結(jié)合項(xiàng)目需要，以FPGA的XC3S50為核心器件，完成了調(diào)制信號產(chǎn)生、差頻信號采樣、差頻信號處理三個部分的硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，重點(diǎn)包括電源產(chǎn)生