FMCW近程測距雷達的差頻信號處理技術(shù)研究.pdf

1、FMCW雷達可以測量靜止或運動目標(biāo)的距離和速度，如今廣泛用于高速公路超速監(jiān)測系統(tǒng)、汽車防撞雷達等領(lǐng)域。在大型煤礦場站，司機在駕駛超大型重卡運輸作業(yè)時，行進前后中往往存在視野盲區(qū)，極易發(fā)生安全事故。本文選擇在汽車上安裝FMCW雷達來實時測量車身與障礙物間的距離，保障人身和財產(chǎn)安全。為了從雷達差頻信號中提取精度較高的距離信息，需要對差頻信號做噪聲干擾濾除和頻率估計校正處理。本文的研究內(nèi)容就圍繞這兩方面展開。
　　論文首先論述了FMCW

2、雷達的工作結(jié)構(gòu)和測距原理。設(shè)計了包括模擬濾波器、增益放大調(diào)整等模塊在內(nèi)的前端差頻信號預(yù)處理電路，以及用于信號處理的以TMS320F28335芯片為核心的DSP開發(fā)板;在后期數(shù)字信號處理中，依據(jù)差頻信號自身特點，利用兩種信號降噪濾波方法進行了分析與實驗。即設(shè)計了FIR數(shù)字濾波器，將差頻信號與具有固定頻帶的干擾信號分離、濾除。濾波器去噪方法的特點在于設(shè)計簡捷，易于仿真和硬件實現(xiàn);而針對寬頻帶隨機噪聲不能利用固定截止頻率的數(shù)字濾波器濾除的問題

3、，介紹了基于自相關(guān)函數(shù)能量特性的EMD降噪方法，并據(jù)此提出了新的判決有用信號主導(dǎo)模態(tài)與噪聲主導(dǎo)模態(tài)分界點的自適應(yīng)方法，最后對實際差頻信號進行了仿真實驗。在分析了頻譜估計中的能量重心校正原理和Chirp-Z變換的基礎(chǔ)上，對傳統(tǒng)FFT算法進行了改進，提出了基于能量重心特性的FFT+Chirp-Z變換目標(biāo)距離估計算法。該算法與以往的局部頻譜細化分析算法相比可以減少一半的Chirp-Z變換運算點數(shù)，而且進一步提高了頻率估計精度，更有利于算法在D