实例介绍
【实例简介】
77GHz多载频MIMO汽车雷达信号处理方法的研究，主要是一分期刊感觉值1分
微波学报 2017年第33卷增刊8月 3 MUSIC角度估计算法 从上节可知,由于发射阵元产生不同频率的 信号,因此在接收阵元回波上存在一定的频差-距 离相位差,在应用算法前首先对其进行预处理补 偿,然后使用MUSC算法进行测角。 图2阵列形状示意图 定义等效阵列的协方差矩阵为 4.1动目标等速不等距 R=EX]=A(的RA"(O)+an1 实验中将2个日标速度设置为等速10ms,其 距离和角度参数分别为(30m,2.59)、40m59)。其频 其中R为信号协方差矩阵,σ衣示噪声功率,/谱和角度估计结果如图3、图4所示。 为单位矩阵。对其进行特征值分解可得 R =EAE +EME 其中λ,e;(i=1,2,…,MN)分别为升序排列的 矩阵R的特征值和对应的特征向量 En=span{e,e2,… 和 E、=span{eM-p+,eM-p+2,……,M}分别表小 矩阵R的信号子空间和噪声子空间。 在该情况下的 MUSIC空间谱定义为 MUSIC (6)=[A( DEEnA(O)(8) 由于存在噪声,上式倒数中的数值不为零, 而是个很小的值,所以 MUSIC空间谱会出现一个 尖峰。通过对θ的不断交化进行谱峰搜索来估计 波达角。 图3上/下扫频频谱图 4计算机仿真 本文以毫米波段的多载频MIMO雷达为例, 传统雷达 取上/下扫频周期为T=10ms,调频带宽 B=500MHz,阵列形状如图2所示,发射天线 为均匀线阵,间距d=元/2,阵元数M=2, 天线问的频率间隔△f=100MHz,发射天线1、 2的载波频率分别为77GHz77.1GH。模型采 取线阵的结构,且发射天线分别布置在接收天线 两端,接收天线间距d=4/2,阵元数N=8 图4速度相同距离不同时角度估计结果 接收阵元与发射阵元间距h=4/2,所以由 MIMO雷达特性可知,最后得到的虚拟阵元数为 通过仿真,测得动目标距离和速度信息为 MN=16。 (30.019m,10.034ms),(40.293m,9.981ms)=MMO 为了验证本文所提方法的有效性,本文同时雷达角度佔计仿真结果为(-497°,-2.519),传统雷达 引入相同参数指标的单发多收传统雷达做仿真对角度估计结果为(-336°) 比实验。 216 ?1994-2018ChinaacAdcmicJOurnalElcctronicPublishingHousc.Allrightsrescrvcd.http://www.cnki.nct 微波学报 2017年第33卷增刊8月 4,2动目标等距不等速 进一步验证了该方法的可行性,非常适合运用在 实验,将2个日标距离设置为等距35m,汽车防撞雷达这种高分辨、小型化系统上 其速度和角度参数分别为(10ms,2.5°),(15m/s,59)。 参考文献 其最终角度仿真图如图5所示。 l]韩峻峰,张惠敏,潘盛辉,林川汽车防撞雷达概述 「J广西科技大学学报.201,22(4):54-58 传线雨达 [2]侯宪美.多载频MIMO高频雷达的波束形成方法硏 究[D,哈尔滨工业大学,2014 [3]杨明磊,张守宏,陈伯孝,张焕颖.多载频MMO 雷达的一和新的信号处理方法山电子信息学报, 2009,31(1):147-151 [4]田燕妮,张杨,徐晶晶.MMO技术舰载反导探测系 统构成方法[J兵工自动化2015(1)4-6 图5距离相同速度不同时角度估计结果 [5]党宏社,韩崇昭,赵广社.汽车毫米波FMCW雷达中频 由仿真结果可知,测得动目标距离和速度信 信号的采样与处理[J现代雷达,200,24(4)43-45 息为(29.879m,10.07mns),(30.155m,15.102ms) 「6]魏星,万建伟,皇甫堪基于长短基线干涉仪的无源定 MMO雷达角度估计仿真结果为(-5.01°,2.499),传 位系统研究叮现代雷达,2007,29(5):22-25. 统雷达角度估计结果为(4.87°,-2739) [7 KRIM H, VIBERG M. Two decades of array signal 通过上述两个实验可以看出,在目标邻近的 processing research the parametric approach[]. Signal 情况下,MIMO雷达可以清晰地分辨出目标所在 Proccssing Magazine, IEEE, 1996, 13(4): 67-94 方向,而传统雷达则无法区分两个日标或分辨较 [8 Duofang C, Baixiao C, Guodong Q. Angle estimation 差 using ESPrit in MIMO Radar[J. Electron Lett, 2008:44(12):770-771 5结论 9]杨晓玉冯大政. ESPRIT算法在单基地MMO雷达中 的应用[J电子科技,2009,22(12)91- 本文讨论了7Hz多载频MIMO汽车雷达的[10染浩,崔,代林,余剑.阵列误差条件下MMo 信号处理方法,运用线性调频连续波的近程探测 雷达测向敏感性分析[微波学报,2015,31(41-8 优点特性精准地测量出目标的距离和速度信息 并通过MUSC算法准确测量出多运动目标相对季晓宇男,193年生,硕士研究生。主要研究方向:微 应的角度,达到精确测向的理想效果,仿真结果波毫米波汽车雷达信号处珥,MMO雷达信号处理。 证明了该方汯精度可以达到001°。在系统体积和Em-9191562@q40m 参数不变的情况下,利用与传统雷达的仿真对比 217 ?1994-2018ChinaacAdcmicJOurnalElcctronicPublishingHousc.Allrightsrescrvcd.http://www.cnki.nct 【实例截图】
【核心代码】
77GHz多载频MIMO汽车雷达信号处理方法的研究，主要是一分期刊感觉值1分
微波学报 2017年第33卷增刊8月 3 MUSIC角度估计算法 从上节可知,由于发射阵元产生不同频率的 信号,因此在接收阵元回波上存在一定的频差-距 离相位差,在应用算法前首先对其进行预处理补 偿,然后使用MUSC算法进行测角。 图2阵列形状示意图 定义等效阵列的协方差矩阵为 4.1动目标等速不等距 R=EX]=A(的RA"(O)+an1 实验中将2个日标速度设置为等速10ms,其 距离和角度参数分别为(30m,2.59)、40m59)。其频 其中R为信号协方差矩阵,σ衣示噪声功率,/谱和角度估计结果如图3、图4所示。 为单位矩阵。对其进行特征值分解可得 R =EAE +EME 其中λ,e;(i=1,2,…,MN)分别为升序排列的 矩阵R的特征值和对应的特征向量 En=span{e,e2,… 和 E、=span{eM-p+,eM-p+2,……,M}分别表小 矩阵R的信号子空间和噪声子空间。 在该情况下的 MUSIC空间谱定义为 MUSIC (6)=[A( DEEnA(O)(8) 由于存在噪声,上式倒数中的数值不为零, 而是个很小的值,所以 MUSIC空间谱会出现一个 尖峰。通过对θ的不断交化进行谱峰搜索来估计 波达角。 图3上/下扫频频谱图 4计算机仿真 本文以毫米波段的多载频MIMO雷达为例, 传统雷达 取上/下扫频周期为T=10ms,调频带宽 B=500MHz,阵列形状如图2所示,发射天线 为均匀线阵,间距d=元/2,阵元数M=2, 天线问的频率间隔△f=100MHz,发射天线1、 2的载波频率分别为77GHz77.1GH。模型采 取线阵的结构,且发射天线分别布置在接收天线 两端,接收天线间距d=4/2,阵元数N=8 图4速度相同距离不同时角度估计结果 接收阵元与发射阵元间距h=4/2,所以由 MIMO雷达特性可知,最后得到的虚拟阵元数为 通过仿真,测得动目标距离和速度信息为 MN=16。 (30.019m,10.034ms),(40.293m,9.981ms)=MMO 为了验证本文所提方法的有效性,本文同时雷达角度佔计仿真结果为(-497°,-2.519),传统雷达 引入相同参数指标的单发多收传统雷达做仿真对角度估计结果为(-336°) 比实验。 216 ?1994-2018ChinaacAdcmicJOurnalElcctronicPublishingHousc.Allrightsrescrvcd.http://www.cnki.nct 微波学报 2017年第33卷增刊8月 4,2动目标等距不等速 进一步验证了该方法的可行性,非常适合运用在 实验,将2个日标距离设置为等距35m,汽车防撞雷达这种高分辨、小型化系统上 其速度和角度参数分别为(10ms,2.5°),(15m/s,59)。 参考文献 其最终角度仿真图如图5所示。 l]韩峻峰,张惠敏,潘盛辉,林川汽车防撞雷达概述 「J广西科技大学学报.201,22(4):54-58 传线雨达 [2]侯宪美.多载频MIMO高频雷达的波束形成方法硏 究[D,哈尔滨工业大学,2014 [3]杨明磊,张守宏,陈伯孝,张焕颖.多载频MMO 雷达的一和新的信号处理方法山电子信息学报, 2009,31(1):147-151 [4]田燕妮,张杨,徐晶晶.MMO技术舰载反导探测系 统构成方法[J兵工自动化2015(1)4-6 图5距离相同速度不同时角度估计结果 [5]党宏社,韩崇昭,赵广社.汽车毫米波FMCW雷达中频 由仿真结果可知,测得动目标距离和速度信 信号的采样与处理[J现代雷达,200,24(4)43-45 息为(29.879m,10.07mns),(30.155m,15.102ms) 「6]魏星,万建伟,皇甫堪基于长短基线干涉仪的无源定 MMO雷达角度估计仿真结果为(-5.01°,2.499),传 位系统研究叮现代雷达,2007,29(5):22-25. 统雷达角度估计结果为(4.87°,-2739) [7 KRIM H, VIBERG M. Two decades of array signal 通过上述两个实验可以看出,在目标邻近的 processing research the parametric approach[]. Signal 情况下,MIMO雷达可以清晰地分辨出目标所在 Proccssing Magazine, IEEE, 1996, 13(4): 67-94 方向,而传统雷达则无法区分两个日标或分辨较 [8 Duofang C, Baixiao C, Guodong Q. Angle estimation 差 using ESPrit in MIMO Radar[J. Electron Lett, 2008:44(12):770-771 5结论 9]杨晓玉冯大政. ESPRIT算法在单基地MMO雷达中 的应用[J电子科技,2009,22(12)91- 本文讨论了7Hz多载频MIMO汽车雷达的[10染浩,崔,代林,余剑.阵列误差条件下MMo 信号处理方法,运用线性调频连续波的近程探测 雷达测向敏感性分析[微波学报,2015,31(41-8 优点特性精准地测量出目标的距离和速度信息 并通过MUSC算法准确测量出多运动目标相对季晓宇男,193年生,硕士研究生。主要研究方向:微 应的角度,达到精确测向的理想效果,仿真结果波毫米波汽车雷达信号处珥,MMO雷达信号处理。 证明了该方汯精度可以达到001°。在系统体积和Em-9191562@q40m 参数不变的情况下,利用与传统雷达的仿真对比 217 ?1994-2018ChinaacAdcmicJOurnalElcctronicPublishingHousc.Allrightsrescrvcd.http://www.cnki.nct 【实例截图】
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