PDF《数字信号处理大作业》

数字信号处理大作业 毫米波雷达实验设计 毫米波雷达实验设计 毫米波雷达实验设计 毫米波雷达实验设计 李军 雷达信号处理国家重点实验室 雷达信号处理国家重点实验室 数字信号处理实验

一、系统组成

二、工作原理

三、数据处理 四 实验要求及注意事项

四、实验要求及注意事项

一、系统组成 2.

实验用无人机、角反射器 作为静 运动 标――作为静止/运动目标 3. 上位机软件 ――数据可视化, 存储 1. 毫米波雷达系统 ――实现测距、测速功能 数据可视化, 存储 数据至U盘. 通过Labview软件控制 实现测距、测速功能

一、系统组成 2.信号调理电路 1.雷达前端 输出信号 4.上位机软件 信号 采集 调制信号 3.信号采集卡

一、系统组成 毫米波雷达 发射信号并接收回波;

硬件调理电路 对回波进行电压跟随、滤波、放大;

信号采集部分 1)输出驱动信号,用于控制毫米波雷达发射波形;

2)采集回波数据,AD转换后将数据传回上位机. 上位机部分 1)设置相关参数,观测回波波形数据;

2)利用matlab 软件进行数据处理并分析结果.

二、工作原理 LFMCW测距原理 要测量距离d,在已 知电磁波传播速度( 光速)的情况下,只 光速)的情况下,只 要测量来回传播的时 间t 即可. 间t 即可. 由于来回传播时间 t 极小,不便于直接测 极小,不便于直接测 量t,因此转化为测量 频率差 f . 距离 d 时延 t 频率差 f

二、工作原理 雷达发射信号:线性调频信号 雷达发射信号:线性调频信号 线性调频信号是指频率随着时间线性变化的信号. 线性调频信号是指频率随着时间线性变化的信号. f t 时域波形 频率与时间变化关系 时域波形 频率与时间变化关系 测距原理 测距原理 f t 发射信号频率变化范围,即带宽 (已知). 差频(由雷达输出信号测得) F f 差频(由雷达输出信号测得). T 发射信号频率变化周期(受输入的驱动信号控制). f 则距离:

二、工作原理 测速原理 根据多普勒效应: 当目标靠近雷达 时,

0 0

0 ' c f f c v ? ? 当目标远离雷达时,

0 0

0 ' c f f c v ? ? 差频 发射频率 速度 光速 方向角 光速 方向角

二、工作原理 VCC 输入调制信号 测距 测速 I 路 采集/处理 差频信号 Q路 采集/处理 差频信号

三、数据处理 设置 观测回波 设置 调制波形、 采样率、 保存路径.. 记录数据 软件显示界面 雷达输出模拟信号经过信号采集卡采集后得到数字信号,数 字信号由matlab处理后即可得到目标信息. 为得到差频 我们将采集到的输出信号作傅里叶变换 在频 为得到差频,我们将采集到的输出信号作傅里叶变换,在频 谱上出现的峰值即为差频所对应的频率.

三、数据处理 信号采集 信号滤波、去均值 matlab做FFT变换 计算结果

三、数据处理 测距结果 测速结果

四、实验要求及注意事项 1. 当测量距离时,为避免地面、围墙等干扰,可以将目标(角反 射器)架高 采用大仰角测量 测速时 可以不考虑干扰问题 射器)架高,采用大仰角测量.测速时,可以不考虑干扰问题. 2.由接收到的数据进行FFT变换时,必须先去掉平均值(直流分量 会),再作FFT,否则直流分量会将谐波分量掩盖.

四、实验要求及注意事项 实验参数 毫米波雷达发射信号带宽 200MHz 调制三角波频率 200Hz 信号采集卡采集速率