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LFMCW生命探测雷达信号处理技术研究

李刚  
【摘要】:线性调频连续波(LFMCW)雷达生命探测技术是生命探测技术与线性调频连续波雷达技术的有机结合。这种技术克服了传统生命探测技术的缺点,可以同时获得多个目标的距离和多普勒信息,并且具有更高的分辨率、更优的穿透性能、更远的探测距离和更强的抗干扰能力,从而能够全天候地应用于各种特殊场合。 本文首先对生命信号和杂波进行了建模分析。分析结果表明,为了实现高分辨、多目标生命探测,必须采用一种可以实现空间或者时间分辨的雷达体制。本文还对线性调频连续波生命探测雷达的工作原理和模糊函数进行了分析,推证了线性调频连续波雷达具有很高的距离、速度分辨率和多目标探测能力,阐述了线性调频连续波雷达适用于生命探测的特点。 线性调频连续波生命探测雷达生命信号的采集、处理和识别技术是本文研究的重点。本文分别在二维FFT处理、单通道FFT等效I/Q正交通道、窗函数选取、MTI(动目标显示)和MTD(动目标检测)、生命信号检测与识别技术等方面进行了研究讨论,并以此为基础构建了LFMCW生命探测雷达信号处理的框架。本文还对LFMCW生命探测雷达系统的调频带宽、调频周期、采样速率和二级FFT的点数等参数的选定进行了研究讨论,同时结合生命探测的实际应用,建立了一个实用的LFMCW生命探测雷达系统。 为了满足工程应用中高距离分辨、硬件简单和探测快捷的要求,本文还设计并实现了基于双DDS的线性调频连续波主动测距雷达系统。该系统可以实现对处于不同距离单元生命目标的主动选择探测,节省探测时间,降低对信号处理硬件的要求,同时能有效地抑制相邻距离单元目标的影响。双DDS-LFMCW主动测距系统已成功应用于某型生命探测雷达中,实现了对生命目标的快速有效探测。


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