为实现近距离目标的准确测量, 充分利用线性调频连续波(LFMCW)信号的优良特性, 基于ARM单片机设计实现了毫米波LFMCW雷达测距系统。该系统采用“ARM+PLL+射频收发器”的结构, 其中,ARM单片机为主控芯片, 控制锁相环(PLL)和77 GHz射频收发器, 完成LFMCW信号的发射和接收, 同时使用ARM内部的ADC对中频回波进行IQ双路差分采样, 并在ARM内部实现快速傅里叶变换(FFT), 提取目标距离信息。当调制信号带宽为3.2 GHz, 调制信号周期为2 ms时, 该雷达系统可实现对2 m内目标的高精度测距, 误差距离控制在0.03 m内。实验结果表明, 系统能够通过发射宽带LFMCW信号, 实现近距离目标的有效探测, 具有探测精度高、通用性强、可靠性好、体积小等优点。

针对复杂战场环境实时侦察的需求, 介绍了一种 220 GHz太赫兹合成孔径雷达( SAR), 重点研究了雷达系统设计、宽带信号补偿和 SAR成像实验。雷达信号采用线性调频连续波模式, 中心频率为216 GHz, 带宽为 4.8 GHz, 采用去斜处理体制, 完成了宽带一维距离像实验和 SAR成像实验。实验结果表明雷达成像分辨力达到了 3 cm。

研究了一种可用于着陆导航的全光纤线性调频连续波(LFMCW)-连续波(CW)激光多普勒雷达.以窄线宽激光器作为种子源，利用声光调制器对激光进行频率调制，通过平衡相干探测和基于FPGA的数字信号处理可实时获得航天器相对于天体的矢量速度.基于速度模拟发生器的实验结果表明，该多普勒雷达可获得高于0.05 cm/s的测速精度，同时具有速度方向辨别能力.

在毫米波线性调频连续波(LFMCW)雷达中,目标加速度存在使回波多普勒信号受到二次项调制,造成多普勒频谱畸变,从而导致目标检测性能下降和参数估计精度损失.采用最大似然模型进行加速运动目标检测和加速度-速度估计,提出了适合在一般高斯噪声环境中(包括色噪声)该模型的速度-加速度联合估计快速算法.另外也推导出了一般高斯环境下Chirp信号参数估计的CRB界,为一般高斯环境下Chirp信号参数的方差提供了实际下界.

线性调频连续波雷达对于匀速运动目标的回波经过混频以后还是一个线性调频信号(LFM).从LFM信号中提取密集运动目标的距离和速度参数是个比较复杂的问题.本文提出了一种基于目标运动补偿和逐次消去("CLEAN")技术相结合的检测方法,该方法避免了估计多分量LFM信号参数问题,同时又消除了多普勒效应对密集运动目标检测的各种影响.仿真结果表明该方法不但克服了LFMCW雷达在密集目标检测中的困难,而且比传统方法降低10dB左右的检测信噪比门限.

提出了一种新的非线性PLL用于VCO的非线性补偿,利用声表面波延迟线来实现延时混频,并将混频后的中频信号锁定PLL结构.深入分析了这种PLL的环路相位模型,使用Agilent ADS软件对锁相环路进行了仿真,验证了所提出的环路相位模型的准确性.所有的理论推导和仿真结果表明,建立的PLL环路相位模型可以用来实现防撞雷达中VCO(电压控制振荡器)的线性化,准确可靠,利于雷达系统的集成化和高精度.

针对LFMCW雷达中调频非线性剩余频率误差的估计问题,提出了一种基于过零检测和周期图的参数估计方法,详细分析了相位调制正弦信号的过零检测误差.仿真试验表明,该方法能够精确地估计调频非线性剩余频差,具有较高的运算效率,并给出了一个实际试验结果.