毫米波线性调频连续波雷达测距及特征提取算法研究(2)

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1 绪论1

2 毫米波线性调频雷达„2

2.1 毫米波线性调频雷达原理2

2.2 线性调频连续波雷达的优缺点5

2.3 信号分析„6

2.4 距离分辨和一维距离像„12

2.5 本章小结„15

3 主成分分析16

3.1 主成分分析的原理„16

3.2 主元正交„24

4 实验26

结束语28

致谢 „29

参考文献„30

1 绪论毫米波通常是指波长为10mm～1mm范围内的电磁波，毫米波与微波相比有三个重要的物理特性，即波长较短、工作频带宽以及与大气成分有选择性的相互作用[1]。正是这些特点使得毫米波在工程应用中呈现出一系列优、缺点，因而是系统应用综合考虑的基础。毫米波技术的研究不断向前发展，日趋成熟，其应用领域也不断扩大，在雷达、通信、精密制导、遥感、射电天文学、医学、生物学等领域有着广泛的应用，在雷达方面尤其活跃。毫米波雷达窄的波束宽度、有选择的大气传播特性、大的系统带宽和大的多普勒频率非常有利于增强对电磁波干扰的抗干扰能力，有利于系统采取扩谱工作方式，有利于提高系统的低截获概率性能，有利于提高系统的距离和速度分辨能力，有利于目标识别处理，这些都为毫米波雷达系统的发展提供了巨大的潜力[2]。毫米波LFMCW雷达结合了毫米波雷达和LFMCW雷达的优点，日益受到世界各国的重视。与微波雷达相比，毫米波LFMCW雷达可以实现更宽的调频带宽，获得更高的距离分辨率，即使用较小的天线，也能产生很高的角度分辨率；与传统的脉冲雷达相比，LFMCW雷达要求较低的发射峰值功率，它采用连续波体制消除了距离盲区，采用大的带宽获得高的距离分辨率和测距精度，而且该雷达的信号处理系统更为简单，因而毫米波LFMCW雷达具有体积小、重量轻的优势；与激光和红外等光学系统相比，毫米波雷达受云、雨、雾等天气条件的影响相对较小，因而可全天候工作。近年来，毫米波LFMCW雷达以其独特的优点在精确制导武器系统、导航与交通管制、搜索与目标截获、汽车防撞系统等领域得到广泛应用。世界发达国家已研制出了一系列高性能的毫米波LFMCW雷达，如美国的机载高分辨率多传感器系统，法国的直升机防撞雷达等。因此，开展此项研究无论对于实际应用需要，还是追赶世界先进水平都势在必行[3]。几十年来,雷达目标识别在其理论研究和工程应用方面取得了许多开拓性的成果,已经发展成为雷达领域的一个重要分支。雷达目标识别技术是决定武器系统智能化程度的核心技术之一,它的长足发展必将对新一代雷达尤其是新一代智能雷达的理论体制和技术产生深远影响。源]自=751-·论~文"网·www.751com.cn/
雷达目标识别是指利用雷达接收设备从目标的后向电磁散射信号中提取目标的特征信息,并运用己有的目标先验信息,实现对目标的分类和识别雷达目标识别本质是一个电磁逆散射问题。由于目标电磁散射特性的复杂性雷达获取信息的局限性,文献综述以及噪声和杂波等环境因素的干扰,目标散射特征的有效提取往往非常困难[4]。本文主要叙述了线性调频连续波雷达的工作原理，系统参数设计及测距，算法理解主成分分析算法并应用于线性调频系统的信号处理。