三角调频连续波建模与数值仿真

三角调频连续波由于测距精度高,所以在测距系统中有着广泛的应用。结合模数函数、绝对值函数和符号函数,推导了三角调频连续波的频率和相位的数学表达式,并进行了建模及仿真。仿真结果表明,频率和相位的数学表达式满足微积分的关系,能够描述三角波调频在跨越调频周期时的不连续性。     

8 mm收发组件信号分析

主要研究8mm波段,雷达FMCW信号的时域及频域特性,通过对理论值与实测值的比较、分析,验证了8mm收发模块的可行性,并为下级信号处理作了准备。     

噪声对等光频采样调频连续波激光雷达测距精度的影响分析及实验验证

调频连续波激光雷达具有测量范围大,精度高,无需合作目标等优点,在计量学和工业现场测量中具有重要作用。简单介绍了等光频重采样调频连续波激光雷达的基本结构和测距原理,分析了系统辅助干涉信号和测量干涉信号中存在的主要噪声及其特点。当系统辅助干涉信号中存在噪声时,会造成极值点不准确并且引入测量误差。随后,使用Cramér-Rao下界定理评估测量干涉信号的噪声对测量结果的影响。为了提高测量的准确性和稳定性,基于经验模态分解的小波阈值滤波和汉宁窗带通滤波结合小波滤波的自适应滤波方法分别用来去除了辅助干涉信号和测量干涉信号中的噪声。实验中多次测量了平面镜和多种粗糙度样块,并使用精密导轨验证测量结果的准确性。实验结果表明,当被测物位于3.9 m左右时,使用自适应滤波方法去除噪声后,系统对反射镜和其他粗糙度样块的测量不确定度为20 μm和几十微米(K取值2),远小于使用小波阈值滤波的方法(120 μm和几百微米)。同时,通过对比精密导轨位移数值和系统的测量结果,证明了所提出的方法能够有效提高系统的测量准确性。     

腔长调制引起的激光波前间歇畸变现象

介绍周期性微调ＣＯ２激光器谐振腔长度引起激光波前间歇畸变的现象，这种现象引起相干式调频连续波激光雷达回波信号带出现凹陷。初步观察表明，这种现象的出现与激光支线有关。在波前畸变时，激光器支线不跃变，横模宏观特征也不变。     

机载FMCW SAR系统分析设计与ADS仿真

在调频连续波（FMCW）合成孔径雷达（SAR）系统中,由于连续收发信号而引起收发隔离与功率确定的问题,在分析系统特点基础上,首先确定了系统结构,而后对馈通信号的滤除、数据存储速率和发射功率的确定问题进行讨论,给出设计方法;针对系统参数杂乱且相互关联,不易于系统设计的开展与梳理的问题,围绕成像分辨率、场景宽度和数据存储率等性能指标,对系统参数进行分解设计,提出了FMCW SAR系统总体参数设计流程;最后给出了一个运行在2.4GHz的系统参数设计实例,并用Matlab和ADS进行了系统级的仿真验证和分析,说明了系统方案的可行性,为下一步的硬件实现打下基础。     

合成孔径成像激光雷达成像算法研究

在描述了调频连续波信号模型以及其外差接收体制特点的基础上,针对传统合成孔径雷达的“一步一停”模型中忽略的平台连续运动引入的多普勒频移项,采用线性调频连续波信号的合成孔径成像激光雷达瞬时距离较传统合成孔径雷达的改变.推导出在该模型下一种适用于机载合成孔径成像激光雷达系统的频率变标算法,一并考虑了在连续波信号模型中多普勒频移项对成像的影响.仿真证明了该算法能有效补偿平台连续运动带来的影响.     

干涉型长距离分布式光纤传感系统

提出了并验证了一种新型的以迈克耳辽干涉为基础的调频连续波干涉型长距离分布式光纤伟系统，系统在干涉仪的参考回路巧妙地引入了一个带有移频器的光学回路，使系统连续测量范围增加到４倍，达４８ｍ。     

基于重采样技术的调频连续波激光绝对测距高精度及快速测量方法研究

调频连续波激光测距方法可以实现高精度的大尺寸绝对距离测量, 且测量过程无需合作目标, 在大空间坐标精密测量领域有很高的研究价值. 而如何提高测量分辨率和实用化一直是近年来调频连续波激光绝对测距研究的热点. 本文研究了调频连续波激光测距的原理, 基于双光路调频连续波激光测距系统, 提出了通过信号拼接提高测量分辨率的信号处理优化方案, 该方案可以提高测距分辨率, 且可以降低对激光器的性能要求; 提出了可实现高速测量的简易测量方法. 设计加工了双光路光纤调频连续波激光测距系统, 利用该系统进行了测距分辨率及测距误差标定实验, 实验结果表明: 优化方案可以有效地提高测量分辨率和测量效率, 在26 m测量范围内, 测距分辨率达到了50 μm, 测距误差不超过100 μm; 快速测量方案有较高实用价值.     

Single-Channel FMCW-Radar-Based Multi-Passenger Occupancy Detection Inside Vehicle

In this paper, we provide the results of multi-passenger occupancy detection inside a vehicle obtained using a single-channel frequency-modulated continuous-wave radar. The physiological characteristics of the radar signal are analyzed in a time-frequency spectrum, and features are proposed based on these characteristics for multi-passenger occupancy detection. After clutter removal is applied, the spectral power and Wiener entropy are proposed as features to quantify physiological movements arising from breathing and heartbeat. Using the average means of both the power and Wiener entropy at seats 1 and 2, the feature distributions are expressed, and classification is performed. The multi-passenger occupancy detection performance is evaluated using linear discriminant analysis and maximum likelihood estimation. The results indicate that the proposed power and Wiener entropy are effective features for multi-passenger occupancy detection.     

Distributed strain sensing using frequency-modulated continuous-wave reflectometric optical technique

This paper presents an analysis describing the feasibility of a distributed optical fiber strain sensor whose principle of operation is based on the frequency-modulated continuous-wave (FMCW) reflectometry technique. The system consists of a frequency-swept laser diode and an unbalanced two-beam interferometer. In this system, the test arm comprises a number of single-mode fibers, which act as the sensing fibers, with a mirror at the far end and mechanical splices as the connectors, as well as the reflectors. Theoretical analysis shows that the measuring resolution of the strain is inversely proportional to the length of the sensing fiber. The strain variation of the sensing fiber is measured by demodulating the phase shift of the beat signal using a heterodyne signal processing system, and therefore the requirement of a high precision temperature control of the light source can be eliminated in this way. The comparison between the theoretical and experimental values of the strain resolution showed excellent agreement.