多普勒雷达测速系统设计及信号处理方法研究

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1、分类号学号M200971816学校代码10487密级硕士学位论文多普勒雷达测速系统设计及信号处理方法研究学位申请人：杨蓉学科专业：检测技术与自动化装置指导教师：郑英教授答辩日期：2012年1月10日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDopplerRadarSpeedMeasurementSystemDesignandSignalProcessingMethodResearchCandidate

2、：YangRongMajor：MeasuringTechnologyandAutomaticDeviceSupervisor：Prof.ZhengYingHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan，Hubei430074，P.R.ChinaJanuary，2012III摘要我国列车运行时速在经过六次大提速后越来越快，而目前采用的一些速度检测方法对于高铁的发展存在不足，所以本文设计一款基于多普勒原理的雷达测速传感器，可以精确测量轨道交通车辆运行的速度、里程、方向，抗干扰能力强。本文开

3、始深入学习了CW多普勒雷达的测速工作原理，了解了雷达测速系统实现的技术难点是多普勒频率信号的提取。根据系统的性能参数指标要求提出了雷达测速系统的总体设计方案和结构设计框图。本文研究的重点是多普勒雷达信号的处理。通过深入学习和研究经典和现代功率谱估计的各种算法，对各算法的优缺点进行分析并总结。用MATLAB对各算法实现仿真对比分析，最终采用基于AR模型的Burg算法作为系统的谱估计算法。然后详细分析了Burg算法中采样频率、采样点数、FFT长度、模型阶数等几个参数对功率谱估计的影响，明确了这几个参数的优选原则，并对确定的模型算法进

4、行了仿真验证。本文也介绍了系统的软硬件设计。首先描述了硬件系统的主要模块和器件的功能，说明了微波模块的选型、信号的中频滤波放大电路设计以及数字处理模块各部分的主要功能实现。然后介绍了各软件模块的主要功能。最后对系统进行了基本试验验证并提出了改进策略。试验说明了本文设计的多普勒雷达测速系统的可行性，基本能够达到设计要求。.关键词：雷达测速频谱估计AR模型Burg算法IIIAbstractWiththedevelopmentofChinesetransportationindustryandsixtimesspeedingupthe

5、trainisrunningfasterandfaster.TherearesomedeficienciesinthetraditionalmethodsofspeedmeasurementfurtheraradarsensorofspeedmeasurementbasedontheprincipleofDopplerisdesignedinthisthesis.Itcanaccuratemeasurethespeedmileagedirectionoftherailtransitingvehiclesandhasstronga

6、nti-interferenceability.TheresearchonDopplerradarsignalprocessingisfocusedoninthethesis.Typicalalgorithmsofpowerspectralestimationandmodernalgorithmofpowerspectralestimationarestudiedindetailandtheadvantagesanddisadvantagesofeachalgorithmareanalyzedanddiscussed.Evalu

7、ationresultsofsimulationsinMatlabshowthattheBurgalgorithmbasedontheARmodelhashighfrequencyresolutionandsuitabledegreeofdifficulty.ThentheeffectofARparameterssuchassamplingfrequencysamplingpointslengthofFFTandorderofthemodelonpowerspectrumestimationareanalyzedtheoptim

8、izationprinciplesoftheARparametersaredefined.Thedeterminedmodelalgorithmissimulatedwithahigh-noisemulti-jammingsignalsandhasgoodres