连续波雷达及信号处理技术初探

24GHz调频连续波雷达信号处理技术应用作者：王明刚来源：《电子技术与软件工程》2018年第15期摘要随着我国经济社会的不断发展，雷达在居民领域中的应用已经越来越广泛。

其中24GHz 调频连续波（FMCW）雷达在汽车防撞、自适应巡航控制以及交通监管等方面均有着广泛的应用随着毫米波器件及电路等技术的提升，为毫米波的推广和应用也提供了重要的技术支持。

下面本文针对24GHz调频连续波（FMCW）雷达应用进行阐述，分析信号处理技术在设备运行中的应用效果及功效，研究设计了CA-CFAR电路，促进24GHz调频连续波（FMCW）雷达信号处理水平的提升。

【关键词】24GHz调频连续波信号处理技术技术应用调频连续波（FMCW）雷达技术主要是对连续进行的频率进行控制，根据发射信号及回波信号的频率差值，根据计算得出的最终相位差对某一特定的目标信息进行获取。

调频连续波（FMCW）雷达技术在实践中的应用具有其自身显著优势，如，高距离分辨率，能保证雷达发生和接收机同时工作，避免信号接收的遗漏，信号接受更加具有持续性和目标性。

在一定的噪音下，该技术还能对大范围内的信号带宽和脉冲雷达进行捕捉，信号发射的功率低，并且安全度高，不容易被截获，避免轻易泄露问题。

因此，调频连续波（FMCW）雷达信号处理具有重要的意义，全面进行信号处理技术的研发，是实现该技术推广和应用的关键。

1 24GHz调频连续波（FMCW）雷达系统构成FMCW雷达系统主要是由三个部分构成，信号发射和信号接收以及信号出力三个部分构成，而三者之间的加强衔接和联系主要是后端处理，主要是对三角波发生器、AD采集以及信号出力等部分进行作业处理。

一般将系统按照功能模块进行划分，将系统分为几个功能模块，即天线部分、T/R组件以及信号处理功能模块。

这几部分是系统主要构成，每一个部分都具有其独立的功能，且各个功能构成一个完整、可靠的安全系统，结构图详见图1。

2 24GHz调频连续波（FMCW）雷达信号处理技术应用2.1 差拍信号分析FMCW雷达中载波的频率是由三角波幅度大小决定的，工作中，当时间和频率信号对应时，此时的三角形变化发射信号会辐射到整个空间，当遇到目标后，会反射，接收信号和发射信号相比，有一个是相对延迟的;然后经过混频后，比较频率之差，从而得出最终的差拍信号，即可以通过信号处理得出最终目标的举例和速度。

信号处理算法在雷达信号处理中的应用随着现代雷达系统的不断发展，传统的模拟信号处理方法已经无法满足雷达系统大带宽、多目标等复杂环境下的处理需求。

信号处理算法的应用已成为现代雷达系统处理复杂场景和提升性能的重要手段。

本文介绍信号处理算法在雷达信号处理中的应用，包括调频连续波雷达、脉冲压缩雷达、多普勒雷达等。

一、调频连续波雷达调频连续波雷达是一种通过频率变化来测量目标距离、速度和角度的技术。

在调频连续波雷达中，脉冲发射器的输出是以线性增加或减少的频率调制信号。

这个信号与回波信号混频后得到的中频信号，可以通过快速傅里叶变换算法（FFT）来处理，获得目标的距离、速度和角度信息。

FFT是一种基于分治和迭代的高效算法，可将长为N的一维时域序列快速转换成N个频域的样本点。

因此，FFT在调频连续波雷达信号处理中得到广泛应用，它可以快速地处理大量的数据，并提高调频连续波雷达系统的性能和可靠性。

二、脉冲压缩雷达脉冲压缩雷达是一种通过发射尖锐窄脉冲，从而获得高分辨率的目标距离信息的技术。

在脉冲压缩雷达中，输入信号与本地回波信号进行相关处理，以压缩脉冲宽度，从而提高分辨率。

由于脉冲压缩雷达信号呈现出大动态范围和复杂的结构，因此需要采用高度优化的算法进行处理，例如线性调频（LFM）信号的处理中广泛应用的匹配滤波器算法。

匹配滤波器是一种线性滤波器，通过与已知信号进行相关来提高信噪比，从而获得更好的目标定位精度。

在脉冲压缩雷达中，匹配滤波器算法可以在压缩脉冲宽度的同时，保留目标的细节信息，从而实现更高的目标定位精度。

三、多普勒雷达多普勒雷达是一种能够对目标运动状态进行监测和测量的雷达技术。

多普勒效应是指由于目标运动而产生的频率变化，可以用于测量目标的速度和方向。

在多普勒雷达中，采用周期性的脉冲序列发射雷达信号，回波信号经过多普勒效应后，产生距离和速度的双重信息。

由于多普勒雷达信号存在着多普勒频移，因此需要采用特定的算法来实现信号处理，例如快速线性变换（FFT）算法可以在时域和频域之间进行转换，从而提取目标的速度信息，进一步实现对目标的监测和测量。

线性调频连续波雷达信号处理技术研究与硬件实现的开题报告一、课题研究背景雷达是一种广泛应用于军事、民用和科研领域的电子设备，其具有高精度、高速度、全天候、全天时等特点，经常被用于目标检测、跟踪和测量等任务。

而其中一种常用的雷达信号类型就是线性调频连续波（Linear Frequency Modulated Continuous Wave Radar，LFMCW Radar）信号。

LFMCW雷达以连续波形式发射一种呈线性频率调制的信号，并通过接收到的回波信号与发送的信号的相位差来计算目标与雷达之间的距离。

因此，LFMCW雷达在成像、避障、跟踪等方面有着广泛的应用前景。

二、研究目的和意义本课题的研究目的是探究LFMCW雷达信号处理技术，包括信号调制、信号解调、距离测量和速度测量等方面，为进一步提高LFMCW雷达的性能提供技术支持。

具体研究内容包括以下几个方面：（1）LFMCW雷达信号的特点及其发射和接收过程的分析和建模；（2）LFMCW雷达中涉及的DSP/ FPGA芯片的选型与硬件设计；（3）LFMCW雷达信号处理算法的设计与实现，包括快速傅里叶变换（FFT）、信号滤波、距离测量和速度测量等。

通过对LFMCW雷达信号处理技术的深入研究，可以进一步提高雷达系统的性能，推动雷达技术的发展。

同时，还可以为设计和实现高性能、低成本雷达系统提供技术支持，并在国防和民用领域提供实用的应用方案。

三、研究方法和技术路线本课题采用文献资料法、仿真模拟法和实验研究法相结合的方法，对LFMCW雷达信号处理技术进行研究和实践。

具体的技术路线如下：（1）了解LFMCW雷达的原理和基本特性，掌握其信号处理流程和算法；（2）选取合适的DSP/FPGA芯片，并完成相应的硬件设计；（3）通过数学模型和仿真模拟进行算法优化和参数调试，包括FFT 算法、滤波算法、距离测量算法和速度测量算法等；（4）搭建LFMCW雷达实验平台，进行数据采集和实验验证，测试研究结果的准确性和可靠性；（5）进行性能分析和实用化应用探讨，为进一步在实际工程中应用提供技术支持。

24GHz调频连续波雷达信号处理技术应用摘要：本文详细探讨了该技术在不同领域的应用，包括距离测量和目标检测、速度测量和运动分析、物体识别和分类，以及呼吸和心率监测。

关键词：24GHz调频连续波雷达；无线传感技术；信号处理技术1 24GHz调频连续波雷达信号处理技术概述24GHz调频连续波雷达是一种常用的无线传感技术，通过调频连续波原理实现对目标物体的探测和测量。

在24GHz调频连续波雷达系统中，信号处理是至关重要的一步，用于提取目标信息并实现距离测量、速度测量、目标检测和跟踪等功能。

以下是24GHz调频连续波雷达信号处理技术的概述：（1）数据采集与预处理接收原始信号：使用接收天线接收目标反射回来的信号，并将其转换为电信号。

信号预处理：对接收到的信号进行滤波、放大和采样等预处理步骤，以优化信号质量。

（2）时域信号处理距离测量：利用时延测量技术，计算目标物体与雷达之间的距离。

常用的方法包括时差测量和相关分析等。

目标检测和跟踪：通过分析信号强度的变化，检测和跟踪目标物体。

常用的方法包括门限检测、运动检测和滤波技术等。

（3）频域信号处理快速傅里叶变换（FFT）：将时域信号转换为频域信号，用于频谱分析和频率成分的提取。

目标参数估计：通过分析频域信号的特征，估计目标物体的速度、角度、尺寸等参数。

常用的方法包括多普勒频移测量和高阶谱分析等。

（4）目标信号处理目标分离和提取：通过信号处理技术将目标信号从背景杂波中分离出来，以便进行后续分析和识别。

目标识别和分类：通过分析目标的特征和模式，将目标物体进行识别和分类。

常用的方法包括模式识别、机器学习和人工智能等。

（5）数据分析和可视化数据分析：对处理后的数据进行统计分析、特征提取和模式识别等，以获取更多的目标信息。

结果可视化：将处理和分析得到的结果进行可视化展示，如雷达图、距离－速度图等，以便用户直观地理解和使用。

2 24GHz调频连续波雷达信号处理技术的应用领域2.1 距离测量和目标检测距离测量和目标定位：24GHz调频连续波雷达可以用于精确测量目标与雷达之间的距离。

连续波雷达及其信号处理技术作者：南轲锦来源：《西部论丛》2020年第04期摘要：新世纪以来，我国整体科技水平得到大幅度提高，带动了各领域的进步与发展，尤其在雷达信号处理方面，已经取得了显著成果。

连续波雷达不仅发射功率小，并且还具有较强的隐蔽性和抗反辐射导弹能力，在军用、民用雷达当中得到广泛应用。

基于此，本文首先对连续波雷达的特点、原理进行简单概述，并进一步研究了连续波雷达信号处理技术的实际应用，以期能够促进我国雷达信号处理技术的发展。

关键词：连续波;雷达;信号处理目前来看，我国常用的雷达体制当中，主要以脉冲多普勒体制、连续波体制为主导。

连续波雷达不仅发射功率小，隐蔽性能好、抗反辐射导弹能力强，并且还具有抗有源干扰的能力，截获率较低，同时还能够在增加雷达作用距离，因此无论是在军用方面还是民用方面都得到广泛普及。

不仅如此，与其他雷达相比，连续波雷达还有着体积小、重量轻的特点，具备其他雷达没有的灵活性优势，这也在应程度上提高了实际应用过程中连续波雷达的生存能力。

一、连续波雷达的特点早在上世纪20年代，人们就充分利用连续波调频测距的运行原理对电离层进行了研究和观测。

连续波雷达也可以被称为连续发射电磁波雷达，可以根据发射信号的形式不同来划分为非调制单频雷达以及调频连续波雷达。

非调制单频连续波雷达为发射未经任何调制的载频为单一频率（f0）的纯连续波信号。

当发射的电磁波遇到目标是，回波信号的频率会产生多普勒频移，而多普勒频移的量与目标的径向速度是成正比的。

因此接收天线所收到的回波信号与发射信号进行混频后，差频信号即是多普勒频率信号，由此可以计算出目标的具体速度。

非调制单频连续波雷达能够对任何具有速度的目标进行测速，测速精确，但并不能使用在测定目标的具体距离上。

调频连续波雷达则是按照一定的规律周期变化来进行工作。

常用的线性调频连续波雷达随着时间周期性线性发生变化。

目标回波信号和发射信号混频后的品茶信号能够确定目标的具体距离，并根据回波信号中的多普勒频率来测定目标的具体速度。

雷达技术发展历程及未来发展趋势一、发展历程雷达技术是一种利用电磁波进行探测和测量的技术，广泛应用于军事、航空、气象、导航、地质勘探等领域。

雷达技术的发展可以追溯到二战期间，随着科学技术的不断进步，雷达技术也在不断发展演变。

1. 早期雷达技术（20世纪30年代至50年代）早期的雷达技术主要以机械扫描雷达为主，使用脉冲信号进行目标的探测和测量。

这种雷达技术虽然在二战期间发挥了重要作用，但由于技术限制，其性能和精度相对较低。

2. 进阶雷达技术（20世纪50年代至80年代）进入20世纪50年代后，随着电子技术的快速发展，雷达技术得到了长足的进步。

首先是引入了连续波雷达技术，通过连续的电磁波进行目标的探测和测量，提高了雷达的探测距离和精度。

同时，雷达的工作频率也得到了提高，从毫米波段逐渐发展到毫米波段和光波段，进一步提高了雷达的性能。

3. 现代雷达技术（20世纪80年代至今）进入20世纪80年代后，雷达技术进一步迈入了现代化阶段。

随着计算机技术的快速发展，雷达的信号处理能力得到了大幅提升，实现了更高的目标探测和跟踪精度。

此外，雷达技术还引入了多普勒效应，可以对目标的运动状态进行测量和分析，提高了雷达的目标识别能力。

二、未来发展趋势随着科学技术的不断进步，雷达技术在未来仍将继续发展演进，以下是未来雷达技术的一些发展趋势：1. 高频高分辨率雷达未来的雷达技术将继续提高工作频率，从而实现更高的分辨率。

高频高分辨率雷达可以更准确地识别和跟踪目标，对于军事、航空等领域具有重要意义。

2. 多模态雷达多模态雷达是指同时使用多种不同工作频率或者波束模式的雷达系统。

通过多模态雷达可以综合利用不同频率的优势，提高雷达的性能和可靠性，适应不同的应用场景。

3. 主动相控阵雷达主动相控阵雷达是指通过控制阵列中的每一个发射/接收单元的相位和幅度来实现波束的电子扫描。

相比传统的机械扫描雷达，主动相控阵雷达具有更快的扫描速度和更高的灵便性，可以实现更高的目标探测和跟踪能力。

连续波雷达及信号处理技术探讨摘要随着社会的进步和科学技术的发展，雷达的信号处理技术也在不断更新升级。

近年来连续波雷达的使用在不断增多，因其自身具有发射功率小、隐蔽性强以及抗反辐射导弹等特点，被广泛应用于各种军事以及民用雷达之中。

本文就针对连续波雷达进行概述，然后针对其信号处理方面的技术进行探讨，希望能给有关人士以借鉴。

关键词连续波；雷达信号；处理技术前言在我们现阶段所有雷达的使用中，主要以连续波和脉冲多普雷体制的雷达数量最多。

连续波雷达具有十分明显的特点，发射功率小，抗干扰能力强以及抗反辐射导弹能力强，有了这些特点，就会使得连续波雷达不仅具有很大的作用距离，而且信号不容易被截获和干扰。

不仅如此，连续波雷达还具有体积小、重量轻以及高机动性灯优势，明显的增强雷达的使用范围，也能够更好地适应各种不良环境。

就现阶段而言，连续波雷达一般是用于直升机载预警、地面战场侦察以及炮瞄装备上，当然，民用方面的应用也很广泛，这里就不一一赘述了。

1 连续波雷达的定义和特点所谓连续波雷达，顾名思义，就是可以对电磁波进行连续发射，然后根据信号发射形式的差异其分为两大类，分别是非调质单频与调频这两种。

连续波雷达出现的非常早，早在1924年，英国就可是对连续波调频测距等方面进行细致的分析，然后对相关的电离层进行观测。

但是在应用方面，连续波雷达最早被用于二战中，当时主要承担着飞机侦察以及对面观测这两方面的任务。

但是在当时大规模使用后，发现雷达经常会出现手法隔离的情况，导致工作效果很不理想，然后又通过大量的研究，最终通过收发开关的出现解决了这个问题。

随着科技不断发展，现在已经可以仅通过一天线就可以实现对信号的接收和发送，并且具有好的效果。

在连续波雷达的整个使用过程中，不需要高压的输入，也不需要点火，整个过程是通过多元化的方式进行信号的调制，大大增强了信号的稳定性以及雷达的信号处理能力。

因此，在相同条件下，连续波雷达无疑受到更多的青睐，在世界上都得到了广泛的应用。

雷达技术发展历程及未来发展趋势一、引言雷达技术是一种利用电磁波进行探测和测量的技术，广泛应用于军事、航空、天气预报、地质勘探等领域。

本文将从雷达技术的发展历程和未来发展趋势两个方面进行详细阐述。

二、雷达技术发展历程1. 早期雷达技术早期的雷达技术起源于20世纪20年代，当时主要用于军事目的，用于探测敌方飞机和船只。

早期雷达系统采用的是连续波雷达，其原理是通过发送连续的电磁波并接收回波来探测目标。

2. 脉冲雷达技术的浮现20世纪30年代，脉冲雷达技术的浮现使得雷达系统的性能得到了极大的提升。

脉冲雷达通过发送短脉冲信号并接收回波来实现目标的探测和测量。

这种技术的浮现使得雷达系统的探测距离和分辨率得到了显著的提高。

3. 雷达技术在航空领域的应用二战期间，雷达技术在航空领域得到了广泛的应用。

雷达系统被用于飞机导航、目标识别和防空等方面。

此时的雷达系统已经具备了一定的自动化和信息处理能力。

4. 雷达技术的数字化和计算机化20世纪60年代，随着计算机技术的发展，雷达系统开始实现数字化和计算机化。

数字化和计算机化的雷达系统具备了更高的信号处理能力和目标识别能力，大大提高了雷达系统的性能。

5. 雷达技术的微波化和多功能化20世纪70年代，雷达技术开始向微波频段发展，并且实现了多功能化。

微波雷达系统具备了更高的工作频率和分辨率，可以实现更远距离的目标探测。

同时，雷达系统还可以实现天气预报、地质勘探等多种功能。

6. 雷达技术的合成孔径雷达（SAR）和相控阵雷达（AESA）近年来，合成孔径雷达（SAR）和相控阵雷达（AESA）等新技术的浮现推动了雷达技术的发展。

合成孔径雷达通过合成多个脉冲信号的回波来实现高分辨率的图象重建，具有很高的目标识别能力。

相控阵雷达则通过多个发射和接收模块的组合来实现波束的电子扫描，具备更高的灵便性和抗干扰能力。

三、雷达技术的未来发展趋势1. 高分辨率和远距离探测未来的雷达技术将继续追求更高的分辨率和更远距离的目标探测能力。

基于连续波雷达信号处理的目标识别研究
雷达技术作为一种用于探测和定位目标的传感器，有着广泛的应用。

其中，基
于连续波雷达信号的目标识别成为了研究热点之一。

本文将从波形特征、信噪比等角度探讨基于连续波雷达信号处理的目标识别研究。

连续波雷达信号波形特征
通过对连续波雷达信号波形分析，我们可以发现，目标的反射信号波形与目标
的形状、材质和尺寸等因素有关。

一些几何形状简单的目标，如球体、正方体等，其反射信号波形具有良好的规律性。

而对于一些形状复杂的目标，其反射信号波形则会呈现出多个分量或点状分布。

因此，在基于连续波雷达信号的目标识别中，对于不同的目标形状，需要选择
相应的处理方法。

例如，对于球体目标，采用球谐函数展开法可以对其反射信号进行有效的处理。

而对于形状更为复杂的目标，则需要采用更加细致的处理方法。

信噪比与目标识别
在基于连续波雷达信号的目标识别中，信噪比是一个十分重要的指标。

当信噪
比较低时，我们需要采用一些更加精确的算法，才能够对目标进行有效的识别。

例如，在一些复杂的场景下，目标与背景信号的差异并不是很明显，此时需要
采用一些特殊的算法。

其中，模糊集算法是一种比较常用的方法。

该算法能够通过多个特征量进行分析，从而对目标进行更加准确的识别。

结语
基于连续波雷达信号的目标识别，具有广泛的应用前景。

通过对信号波形特征、信噪比等因素进行分析，我们可以找到更加有效的处理方法，从而实现目标识别的精度提升。

未来，该领域的研究将不断推进，为目标检测与定位提供更加可靠的技术支持。