LFMCW雷達目標檢測與參數(shù)估計方法研究.pdf

1、線性調頻連續(xù)波(LFMCW)雷達是一種通過對連續(xù)波進行頻率調制來獲得距離與速度信息的雷達體制。由于其具有無距離盲區(qū)、高距離分辨率、低發(fā)射功率、結構簡單等優(yōu)點，近年來受到廣泛關注，理論、關鍵技術和應用得到迅速發(fā)展。 LFMCW雷達也存在著作用距離短、運動目標距離-速度耦合等缺點，其應用遠不及脈沖雷達廣泛，有關理論和技術的發(fā)展水平也大大落后于脈沖雷達。 當前，LFMCW雷達信號處理的研究熱點集中在目標檢測與參數(shù)估計方法、運動

2、目標距離-速度去耦合方法等方向上，并已取得一系列成果。但是，相對于脈沖雷達來說，LFMCW雷達依然處于不成熟的階段，相關理論問題還缺乏全面而深入的研究。 本文通過理論和仿真研究，解決了一系列有關LFMCW雷達的關鍵性理論和技術問題。在對LFMCW雷達回波信號和LFMCW雷達模糊函數(shù)進行分析的基礎上，提出了LFMCW雷達目標檢測與參數(shù)估計方法，并利用MTD—頻域配對法消除LFMCW雷達距離-速度耦合。 本文的主要工作包括：

3、 1.對LFMCW雷達回波信號(單目標差拍信號和多目標差拍信號)進行了分析； 2.對LFMCW雷達模糊函數(shù)進行了分析。包括對稱三角LFMCW雷達信號模糊函數(shù)分析和多周期對稱三角LFMCW雷達信號模糊函數(shù)分析。 3.提出了LFMCW雷達目標檢測與參數(shù)估計方法。包括基于多項相位變換的LFMCW雷達速度和加速度估計方法；基于修正多項相位變換的多目標LFMCW雷達速度和加速度估計方法；基于一般高斯噪聲環(huán)境下的LFMCW雷

4、達速度和加速度聯(lián)合估計方法；另外提出了基于頻域增采樣內插方法以提高LFMCW雷達測距精度。 4.對LFMCW雷達距離-速度去耦合方法進行了分析和研究。 本文完整分析了LFMCW雷達的回波信號和模糊函數(shù)，為LFMCW雷達特殊的波形設計與處理奠定基礎；采用的基于多項相位變換的LFMCW雷達速度和加速度估計方法，可以解決由于存在運動目標加速度造成的LFMCW雷達多普勒譜畸變的問題，能對目標加速度進行有效的補償；采用的基于修正多

5、項相位變換的多目標LFMCW雷達速度和加速度估計方法，可以實現(xiàn)對同一距離單元上的多個目標速度和加速度的估計，運算量較小，且有高的估計精度；采用的基于一般高斯噪聲環(huán)境下LFMCW雷達速度和加速度聯(lián)合估計方法，有效利用了色噪聲的功率譜密度信息，使其在實際目標檢測與參數(shù)估計中，性能明顯優(yōu)于現(xiàn)有方法；采用的基于頻域增采樣內插以提高LFMCW雷達測距精度方法，對差拍信號離散頻譜進行細化，以降低整個頻域內的采樣間隔，從而以較小的運算量實現(xiàn)LFMCW