调频序列汽车雷达信号处理方法研究

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摘要

1绪论

1．1研究背景及意义

1．1．1汽车雷达—自动驾驶不可或缺的传感器

1．1．2汽车雷达的应用历史与现状

1．1．3汽车雷达信号处理的三大主要方面

1．1．4汽车雷达信号处理中的难点问题

1．2汽车雷达信号处理方法研究现状

1．2．1多目标测距测速方法

1．2．2目标检测方法

1．2．3测角方法

1．3论文内容安排

2调频序列汽车雷达信号处理基础与实验平台研制

2．1引言

2．2调频序列汽车雷达信号处理基础

2．2．1调频序列汽车雷达系统基本结构

2．2．2调频序列波形及信号模型

2．2．3基于二维FFT的差频信号处理

2．2．4距离-速度解耦合原理

2．2．5二维恒虚警检测

2．2．6目标距离速度参数估计

2．2．7解多普勒模糊

2．2．8测角方法

2．3调频序列汽车雷达实验平台研制

2．3．1实验平台系统组成

2．3．2实验平台各模块的参数

2．3．3实验平台的调频序列波形参数设计

2．4本章小结

3调频序列汽车雷达的二维截断统计量恒虚警检测方法

3．1引言

3．2调频序列汽车雷达的杂波和噪声特性分析

3．2．1杂波特性分析

3．2．2噪声特性分析

3．2．3恒虚警检测门限与杂波和噪声分布模型参数的关系

3．3．1 TS-CFAR检测方法基本思想

3．3．2基于右截断瑞利分布模型的最大似然参数估计

3．3．3截断门限设置

3．4性能分析与仿真结果

3．4．1计算量分析与比较

3．4．2检测性能仿真分析与比较

3．5实验结果

3．6本章小结

4交错变间隔调频序列波形与基于该波形的解多普勒模糊方法

4．1引言

4．2交错变间隔调频序列波形结构与信号模型

4．2．1波形结构与调频序列的拆分

4．2．2差频信号模型分析

4．2．3差频信号的二维频谱特性分析

4．3基于交错变间隔调频序列波形的解多晋勒模糊方法

4．3．1利用相位差解模糊原理

4．3．2正确解模糊对相位差测量误差的要求

4．4性能分析与比较

4．4．1最大可测速度

4．4．2数据刷新率

4．4．3综合比较

4．5仿真结果

4．5．1多目标解多普勒模糊仿真

4．5．2解模糊错误率的蒙特卡洛仿真

4．6实验结果

4．7本章小结

5随机抖动调频序列波形与基于稀疏重构的多普勒维处理方法

5．1引言

5．1．1压缩感知基本理论

5．1．2根据压缩感知理论设计新调频序列波形的思路

5．2随机抖动调频序列波形与信号模型

5．3多普勒维信号处理的数学建模

5．4基于压缩感知理论的波形参数设计准则

5．4．2抖动参量ξ

5．4．3调频周期数M

5．5基于子空间追踪算法的多普勒维处理方法

5．5．1子空间追踪算法原理

5．5．2重构性能仿真分析

5．6性能分析与比较

5．6．1信号处理方法的计算量

5．6．2最大可测速度

5．6．3数据刷新率

5．6．4抗交叉干扰能力

5．6．5综合比较

5．7仿真结果

5．7．1扩展测速范围能力的仿真验证

5．7．2抗交叉干扰能力的仿真验证

5．8实验结果

5．9本章小结

6多周期顺序-逆序-固定位置时分复用开关天线阵列测角方法

6．1引言

6．2调频序列汽车雷达与SAA测角方法

6．2．1 SAA测角方法的雷达系统结构

6．2．2适合调频序列汽车雷达的SAA测角方法

6．3传统的角度-速度解耦方法

6．3．1多周期重复顺序时分复用方法

6．3．2多周期顺序-逆序时分复用方法

6．4多周期顺序-逆序-固定位置时分复用SAA测角方法

6．4．1时分复用方式与信号模型

6．4．2角度-速度解耦及虚假目标消除原理

6．4．3信号处理流程

6．5性能分析与比较

6．5．1最大速度与最大角度限制

6．5．2数据刷新率

6．5．3信号处理方法计算量

6．6仿真结果

6．7本章小结

7总结与展望

7．1全文总结

7．2研究展望

致谢

参考文献

附录