电 子 科 技 大 学
UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA
硕士学位论文
MASTER THESIS
论文题目 基于Ka波段安防LFMCW雷达信号处理的
研究
学科专业 电子与通信工程 学 号 201222010539 作者姓名 柏 雪 指导教师 邵 振 海 教 授
分类号 密级
UDC注1
学 位 论 文
基于Ka波段安防LFMCW雷达信号处理
的研究
（题名和副题名）
柏 雪
（作者姓名）
指导教师 邵振海 教 授
电子科技大学 成 都
（姓名、职称、单位名称）
申请学位级别 硕士 学科专业 电子与通信工程 论文答辩日期 年 月 日
提交论文日期 2015.03.26 学位授予单位和日期 电子科技大学 答辩委员会主席
评阅人
注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。
RESEACH ON KA-BAND SECURITY LFMCW
RADAR SIGNAL PROCESSING
A Master Thesis Submitted to
University of Electronic Science and Technology of China
Major: Electronics and Communication Engineering Author: Bai Xue Advisor: Prof. Shao Zhenhai School: School of Information & Communication
Engineering
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
作者签名： 日期： 年 月 日
论文使用授权
本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。
（保密的学位论文在解密后应遵守此规定） 作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日
摘要
摘 要
相较于摄像头，雷达拥有较大优势，包括白天黑夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡，具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力。因此，雷达也在安防领域的热门应用方向。目前，安防雷达广泛应用于周界监控、机场安全区保护、监狱安防、输油管道和油田保护以及与现有的安防视频系统融合使用。
安防雷达一般采用LFMCW（线性调频连续波）体制。LFMCW雷达拥有较好的距离和速度分辨率、可靠性高、距离盲区小以及良好的抗干扰性能等优点。因此在雷达测距、测速系统中得到广泛应用。
本论文就是在Ka波段安防雷达项目的基础上，研究了LFMCW雷达的基带信号处理算法，主要的研究工作有：
首先介绍了LFMCW雷达研究背景以及现状，具体分析了LFMCW雷达的基本原理和信号模型，阐述了LFMCW雷达优缺点，以及Ka波段LFMCW安防雷达系统设计要求，并提出基带信号处理方案。重点研究了LFMCW雷达信号处理中几种重要模块，包括动目标指示（MTI）、动目标检测（MTD）、恒虚警（CFAR）处理、以及多目标配对。各个模块均利用MATLAB实现多种不同算法仿真并对比性能。其中在动目标指示（MTI）部分，用遗传算法设计了自适应MTI滤波器，采用了创新的适应度函数和惩罚函数，最终所设计出来的滤波器性能良好。动目标检测（MTD）部分对比了基于FFT以及FIR的两种MTD滤波器算法。恒虚警（CFAR）部分分别分析对比一维二维场景下多种恒虚警处理算法。多目标配对部分分别对比了频域配对法、MTD频域配对法、变周期法以及加平坦斜率法。随后，基于以上工作整合了各个算法模块完成LFMCW雷达系统仿真，并最终验证系统仿真结果正确。
最后负责了雷达整机基带部分的外场测试，介绍了雷达整机测得的结果，同时将外场采集得到的数据导入MATLAB软件以验证在实际情况下所仿真的系统的可靠性，对比了两个场景下外场数据仿真的效果。最后的结果表明雷达整机可以良好的实现测量多目标的速度和距离参数，所研究的算法可以较好的满足项目指标。
关键词：线性调频连续波雷达、动目标检测、恒虚警处理、多目标配对、外场测
试
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