雷达多普勒估计.doc

雷达多普勒估计 题目：给定一车辆的雷达回波，估计其速度，要求误差在0.22 m/s 内。 物理原理: 由于径向运动的存在，物体的雷达回波会产生频移，即多普勒频移现象： 根据获得的雷达回波的多普勒频移量就可以实现对物体径向速度的估计。 分析：雷达发射单频正弦信号，频率为F0，初相为，则根据多普勒原理，径向速度为V的运动物体的回波为： 其中C为光速，为采样间隔即1/Fs。 由于种种原因，接收机收到的实际信号为物体回波和噪声的叠加： 认为叠加的噪声为高斯正态分布的白噪声。 记，并且我们处理已经是解调之后的信号，故实际仿真的信号为： 其形式上可以转化为一个单频信号的频率估计问题，利用最大似然估计算法即可完成。 仿真参数设置： 物体运动速度： vm = 300mph（132m/s） 发射信号频率: F0 = 10.5GHz 采样频率： Fs = 2FD 根据参考文献Practical statistical signal processing中所述，为了完成符合题设误差精度的速度估计，我们需要至少-10dB的信噪比和272个采样点。 为验证文献的准确性，我们将按照128,256,272,512个采样点顺序完成对-40dB到40dB之间的速度估计误差和信噪比之间的关系。 将[-40 ,40]的区间均匀均匀采样1000点，每种信噪比仿真100次，最终的速度估计采用这一百次的平均，而对应的误差则去一百次误差的绝对值的平均。 仿真结果： 需要的信噪比：-9.3293dB 需要的信噪比：-12.6126dB 需要的信噪比： -11.8118 dB 需要的信噪比：-14.6947dB 误差曲线中的红线即-0.22和0.22的误差门限。 可见，伴随着信噪比的提高，速度估计越来越准确，而伴随着采样点数的提高，满足误差精度所需要的信噪比确实有所下降。 注：Matlab代码见附件。