發(fā)布時間：2021-01-03 01:11

　　無線定位及身份識別技術被廣泛應用在定位導航、物流管理等領域中,在人們的日常生活與工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。目前可實現(xiàn)無線定位的測距技術中,調(diào)頻連續(xù)波雷達（FMCW）因其具有精度高,成本低,體積小,易于實現(xiàn)以及隱蔽性強等優(yōu)勢,被廣泛應用于測距與定位、雷達成像、無人駕駛、導彈制導等領域。針對FMCW雷達無法識別被測物體身份的問題,本文研究了傳統(tǒng)FMCW雷達的工作原理,提出一種使FMCW雷達能夠識別多目標身份的改進方法。該方法以線性FMCW雷達為基礎,在被測物體上增加有源標簽,通過碼分多址技術實現(xiàn)對用戶的識別,同時利用擴頻碼在不同頻偏下自相關值不同的特性實現(xiàn)距離測量。該方法將身份識別問題轉(zhuǎn)化為對擴頻碼的捕獲問題,將測距問題轉(zhuǎn)化為頻偏估計問題�；诖�,本文還設計了一種身份識別與測距的快速算法。該算法使用二維搜索同步法,通過將不同頻點的信號進行疊加以減少搜索次數(shù),再利用FFT實現(xiàn)快速相關運算完成身份識別,最后經(jīng)二分法迭代來提高測距精度。該算法縮短了單次測量所需時間。本文在MATLAB系統(tǒng)仿真的基礎上設計并實現(xiàn)了一套能夠?qū)υ摲椒ㄟM行驗證的硬件平臺,并基于FPGA實現(xiàn)身份識別與測距算法,基于MCU實現(xiàn)... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

標簽硬件結(jié)構(gòu)圖

模擬調(diào)制器無縫連接，輸出電流可以通過串行外設接口設置在10mA至30mA范圍內(nèi)，適合應用于本設計中。AD9788為差分輸出，為了產(chǎn)生適合驅(qū)動同軸線路的單端信號，在DAC的輸出口增加了射頻變壓器TC2-72T+。該變壓器的工作頻率為10~700MHz，除了可以濾除直流分量外，還可以將DAC的輸出端口與后級平滑濾波器的抗性負載隔離開來，易于實現(xiàn)阻抗匹配，從而改善整體的失真性能。平滑濾波器選用了LFCN-80+低通濾波器，截止頻率為145MHz。最后使用單位增益緩沖放大器AG303-86來避免DAC芯片驅(qū)動能力不足的問題，數(shù)模轉(zhuǎn)換器接口電路原理圖見圖4-5。其中，1.8V電源由NX1117C18Z芯片提供，為線性電源；3.3V電源由LMZ12003EXT芯片提供，為開關電源。TC2-72T+AD9788Out1_POut1_N93921InOutG2G43LFCN-80+InOutG2G43AG303-8610.1uF0Ω50Ω50ΩOut2_POut2_N83841InOutG2G43LFCN-80+InOutG2G43AG303-8610.1uF0Ω50Ω50Ω1.8VAVDD3.3VDVDDGNDP1D[15:0]P2D[15:0]FPGARF_IRF_Q圖4-5：數(shù)模轉(zhuǎn)換接口電路原理圖4.3.1.2標簽射頻板設計標簽的射頻收發(fā)機將接收信號進行放大、濾波后將其作為輸入信號送至混頻

電子科技大學碩士學位論文38(a)(b)圖4-8：標簽實物圖(a)標簽背面(射頻板);(b)標簽正面(基帶板)4.3.2雷達硬件設計雷達基站的硬件設計也被分成射頻與基帶兩部分。其中射頻部分包括FMCW波發(fā)射機與射頻接收機，基帶部分主要為數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換接口電路、用于數(shù)字信號處理的可編程邏輯門陣列及其外圍電路，和作為控制單元的單片微型計算機。雷達硬件的總體實現(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖4-9所示。圖中左半部分為基帶板的主要結(jié)構(gòu)，右半部分為射頻板的主要結(jié)構(gòu)，電源、時鐘以及接口等其他輔助器件未在圖中畫出，將在后文詳細闡述。HMC431BFCW542+BPFPDSCN-2-65VGAPATxSPIHMC625bHMC408LNAVGAVGAADCAD9648FPGAXc7k410tMCUSTM32F403LNABFCW542+BPFDACAD5512LCRBPFAD8366RCLPFLCRBPF射頻板RF5515RF5515TCM1-63AXADL5380RxIQSPILNABFCW542+BPFRF5515基帶板圖4-9：雷達硬件結(jié)構(gòu)圖4.3.2.1電源與時鐘雷達的供電系統(tǒng)與時鐘系統(tǒng)相比標簽較為復雜，原因是各器件所使用的電源電壓不同，射頻功率器件多為5V，F(xiàn)PGA與模數(shù)轉(zhuǎn)換器（AnalogtoDigitalConverter;ADC）為1.8V，MCU為3.3V，時鐘管理芯片為2.5V。該部分的設計方案如圖4-10所示。本文選用ADI公司的一款四通道多輸出DC/DC降壓型穩(wěn)壓器LTM4644產(chǎn)生多個電壓，其可以輸出4A的電流，適合作為第一級穩(wěn)壓器。LTM4644的輸入由12V鋰離子電池提供，分別產(chǎn)生了1V、3.3V和5.4V三路電源，第四路空閑。3.3V電源除了

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本文編號：2954012