xrd连续扫描和步进扫描_步进频连续波雷达回波处理——以MUSIC算法为例

作者：酷酷是懒虫 | 2024-08-08 00:29:38

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步进扫频信号

此前，在MUSIC算法在微弱生命体回波处理中的应用一文中，我们已经详细讲述了MUSIC算法的基本原理，并通过一个单频雷达波回波仿真实例证明了MUSIC算法的有效性，相比于传统的基于傅立叶变换的频谱分析方法，MUSIC算法可以克服谐波对信号的谱图的不良影响(谱图中不会出现谐波的尖峰)。MUSIC算法本质上是利用噪声子空间与信号有效成分子空间的正交性的实现对生命体探测的一种谱分析方法。然而，受限于单频雷达的工作模式，我们只能从回波信号中分析出信号中是否存在与生命体有关的特征频率成分，而无法实现生命体与雷达之间的测距。而步进频连续波雷达的出现，则为测距提供了可能。下面，我们将主要介绍步进频连续波雷达的工作模式，并给出仿真实例。

步进频连续波雷达

步进频，顾名思义，就是雷达的工作频率会随着时间而发生周期性的变化，对于有个工作频率的步进频连续波雷达，其信号频率随时间发生的周期性变化的示意图如图1所示，由图可知，雷达的扫频周期为。

假设该步进频雷达的起始频率为，频率间隔为，则每个频率的发射信号的时域表达式如式(1)所示：其中，是虚数单位，“rect”是矩形波函数。在上式中加入微弱生命体信号的时延，且反射系数为(R为反射系数的幅值)，则步进频连续波的微弱生命体回波信号的表达式为：由于远大于，且雷达接收机会对回波信号作 I/Q解调，上式变为：

至此，我们得到了步进频连续波雷达的回波信号的表达式，就可以实现步进频连续波雷达的生命体探测模拟了。

仿真实例

雷达工作的起始频率为1GHz，终止频率为3GHz，频率间隔为10 MH

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