宽带位移测量雷达技术研究

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1、宽带位移测量雷达技术研究重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：张潘指导教师：王韬副教授学位类别：工程硕士（电子与通信工程领域）重庆大学通信工程学院二O一六年四月ResearchonBroadbandDisplacementMeasurementRadarTechnologyAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheProfessionalDegreeByZhangPanSupervisor:Associateprof.WangTaoSpecia

2、lty:ME(FieldofElectronicsandCommunicationEngineering)CollegeofCommunicationEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2016中文摘要摘要大型建筑在使用时，尤其是在灾害环境下使用时，会发生变形。使用变形监测技术能够对建筑物的变形发生发展过程进行实时监测，对可能发生的危险进行提早预警。专利《一种微位移测量系统》提出了一种微位移测量技术，这是一种微波雷达测量技术，具有测量精度高、受气候条件影响小等优点。该方法通过测量往返于微波比

3、相装置与角反射器的载波相位变化来测量角反射器的位移量。这是一种单频连续波雷达，其缺点是不能区分密集分布的无源角反射器，不能实现多点位移测量。如何实现雷达视线方向上多个角反射器的分辨分离是多点位移测量系统需要解决的关键技术。由雷达原理可知，雷达的距离分辨率与其发射信号的带宽成反比例关系，因此，可以通过发射超宽带信号来获取距离向的高分辨率，由于受到技术上及硬件成本上的约束，超宽带信号的实现是从事雷达领域科研人员所研究的焦点及难点。随着世界各国对宽带技术研究的不断深入，合成宽带技术应运而生。通过合成而得到的宽带信号不仅克服了技术上及成本上的问题，在对目标进行成像时的分

4、辨率与理想的超宽带信号相同。基于此，本文研究了一种基于宽带雷达的位移测量方法。雷达发射多子带信号，其中子带内为线性调频信号，子带间为步进频率信号。雷达对回波信号做匹配滤波、频域拼接及IDFT运算等处理进行相干合成，从而获得高分辨率距离像，对前后两次距离像做相位干涉测量，测得每个角反射器在雷达视线方向上的位移量。论文使用Matlab软件对宽带雷达的位移测量系统进行了仿真分析，仿真结果证明了理论分析的可行性和合理性，并获得了较高的距离分辨率，采用此方法不仅能够避免常规宽带波形应用的不利因素，同时能够很好地弥补现有位移测量系统的不足，具有很强的工程应用价值。关键词：变

5、形监测，微波比相，距离分辨率，合成宽带技术I英文摘要ABSTRACTWhenlargebuildingsareused,especiallybeusedinthedisasterenvironment,itwillbedeformed.Deformationmonitoringtechnologycanbeusedtomonitortheoccurrenceanddevelopmentofbuildingdeformationinrealtime.Itcanmakeanearlywarningofpossiblerisks.Akindofmicrodisplac

6、ementmonitoringtechniqueisproposedinthepatent"amicrodisplacementmeasurementsystem",thisisakindofmicrowaveradarmeasurementtechnologywiththeadvantageofhighmeasuringaccuracyandlessaffectedbyclimate.Thismethodmeasuresthedisplacementofthecornerreflectorbymeasuringthecarrierphaseofthemicro

7、wavephasedeviceandtheangularreflector.Thisisasingle-frequencycontinuouswaveradar.Thedisadvantageisthatthedensedistributionofpassivecornerreflectorscannotbedistinguished.Multipointdisplacementmeasurementcannotberealized.Itisthekeytechnologytosolvethemultipointdisplacementmeasurementsy

8、stemthathowt