fmcw雷达近程测距系统设计及实验研究

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1、．＇．．ｒ．分类号密级太原理工大学硕±学位论文题目ＦＭＣＷ雷达近程测距系统设计及实验妍究古去件对巧ＤｅｓｉｇｎａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅ凸ｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＲ央又开列越日Ｓｈｏｒｔ－ｒａｎｇｅＣＷＦＭＲａｄａｒ研究生姓名：超达森２０１３５２００４９学号：工程．机械专业：研究方向机电一体化：＇＇式利生－：：导师姓名：；；－畔－：副教授职称巧：非■？．电．：学位授予单位．：太原理工大学，，论文提交日期２０１６／０５

2、山西？太原地址：＿太原理工大学＇．＇＂－＇？，■：；；苦与牛■Ｉ．，１．犯—：‘把片這？．：．＇；．共．－．．；；ｒｖ；片”’？：赋．？＂：－．’．Ｖ：斗：与；：六狂苗：＇声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中已明确方式注明。本声明的法律责任由本人承担。论文作

3、者签名：起遂秦日期：別＇Ｉ、巧、引关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学保管、使用学位论文的规定，其中包掠学校有权保管、并向有关部口送交学位论文的原件与复印件；学校可采用影印、缩印或其它复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被査阅或借阅，；学校可ｉｕ学术交流为目的复制赠送和交换学位论文；学校可Ｗ公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。、日期令〇１１、咬、今签名：ｉ：拓么杂ｗｏｌｌ、巧导师签名：Ａ日期：ｊ、引太原理工大学硕士研究生学位论文FMCW雷达近程测距系统设计及实验研究

4、摘要FMCW(FrequencyModulatedContinuousWave)即调频连续波，FMCW雷达具有超大时宽带宽积、分辨力高、无距离盲区、抗干扰能力强、发射功率低且易集成的特点，在精确制导、汽车防撞、建筑测量、液位/料位测量等领域中具有广阔的应用前景，其测量原理及基础硬件日益成熟，而实际应用中的测量精度及实时性仍有待提高。本文通过对FMCW雷达测距理论的研究以及近程测距差频信号的研究与处理，采用雷达传感器IVS-179，设计了以TMS320F28335为核心的FMCW雷达近程测距系统，并在实验的基础上对测量精度关键技术进行了研究。研究FMCW雷达工作

5、机制及锯齿波测距原理，分析了差频信号的频谱泄漏及固有分辨力问题，然后对FMCW测距系统的进行了整体软硬件设计，采用矫正波形电压的方式提高调频线性度，并设计了数字编程式波形发生器，分析FMCW雷达差频信号的调制泄漏特性及距离特性，设计了MFB结构高通滤波器、自适应可编程放大电路及Sallen-Key结构低通滤波器分别解决调制泄漏、信号强度及高频干扰的问题。分析现有鉴频算法的优缺点，详细介绍了WIN_FFT_CTA算法的实现原理及计算流程，并仿真得到理论测量精度，明确了初始相位提高测量精度的可行性，最后使用C语言编程实现了鉴频算法在DSP中运行，单次算法计算时间为

6、58.5ms。搭建测距系统实验平台，采用短时WIN_FFT_CTA算法近似估计差频I太原理工大学硕士研究生学位论文信号瞬时频率，以距离平整度间接表示调频线性度，将调频线性度提高了约16倍。使用步进增量距离调整、线性拟合法标定距离，在测距实验中得到，采用本文鉴频算法使用频率估计距离精度为2mm，使用初始相位估计距离精度为0.15mm，相对FFT算法其测距精度大大提高。关键词：FMCW雷达，差频信号，线性矫正，WIN_FFT_CTA，初始相位II太原理工大学硕士研究生学位论文DESIGNANDEXPERIMENTALRESEARCHOFSHORT-RANGEFMC

7、WRADARRANGINGSYSTEMABSTRACTDuetotheadvantagesoflargetime-bandwidthproduct,highresolution,nodistanceblindarea,stronganti-interferenceability,lowtransmissionpowerandeasyintegration,FMCW(frequencymodulationcontinuouswave)radarhasbroadapplicationprospectsinpreciseguidance,automotiveanti

8、-collision,building