雷达的工作原理是: 发射机向目标发射电磁波,经目标反射之后,由接收机接收,经过信号处理可获得目标至发射机的距离、(径向)速度、方位、高度等信息。 按照雷达频段分 按照雷达信号分 按照信号处理方式分 按照天线扫描方式分 超视距雷达 微波雷达 毫米波雷达 激光雷达 连续波雷达 脉冲雷达 脉冲压缩雷达 相参累积雷达 非相参累计雷达 二、脉冲体制雷达 2.1 系统构成及作用 一种简单的脉冲单基雷达大致由波形发生器、发射机、天线、接收机、信号处理器、数据处理器组成。 ; 接收机对回波信号进行了放大、解调,将调制信号调制到较低的中频和最终的基带上,基带信号上是没有调制任何载波的,基带信号会被送入信号处理器; 信号处理器完成信号处理功能,比如脉冲压缩、匹配滤波、多普勒滤波 、积累和运动补偿等; 信号处理器的输出被送入最终的数据处理器和显示器。
大侠好,今天由“82年的程序媛”本媛给大侠带来产品研发经验分享之雷达信号处理:数字下变频,后续本媛还会继续更新产品项目开发心得,学习心得等,欢迎大家持续关注,话不多说,上货。 一、 概述 数字上下变频是雷达系统中两个重要的模块。 在雷达发送端,由于天线的长度有限会影响到电磁波的波长,而波长与信号的频率成反比,故在发送端需要使用数字上变频提高信号的频率;而在雷达的接收端若不进行下变频处理,根据奈奎斯特采样定理,需要使用信号频率2倍的采样率才能准确无误的将信号还原出来 ,对AD采样速率以及后续FPGA处理信号的速率要求非常高,不利于系统设计,故在接收机端先将射频信号下变频到中频信号,再将中频信号下变频到零中频信号,方便后续对信号的处理。 频率变换是一种常用的数字信号处理算法,对于1/4信号采样率频率变化,有一种简单的实现方法,下面结合实例进行介绍: 首先,原始信号进入FPGA后,得到4路数据,分别用d0,d1,d2,d3表示,然后对信号进行下变频
大侠好,今天由“82年的程序媛”本媛给大侠带来产品研发经验分享之雷达信号处理:数字下变频,后续本媛还会继续更新产品项目开发心得,学习心得等,欢迎大家持续关注,话不多说,上货。 一、 概述 数字上下变频是雷达系统中两个重要的模块。 在雷达发送端,由于天线的长度有限会影响到电磁波的波长,而波长与信号的频率成反比,故在发送端需要使用数字上变频提高信号的频率;而在雷达的接收端若不进行下变频处理,根据奈奎斯特采样定理,需要使用信号频率2倍的采样率才能准确无误的将信号还原出来 ,对AD采样速率以及后续FPGA处理信号的速率要求非常高,不利于系统设计,故在接收机端先将射频信号下变频到中频信号,再将中频信号下变频到零中频信号,方便后续对信号的处理。 : 通过混频技术,可得到信号的正交变量,数字信号正交混频可表示为: 频率变换是一种常用的数字信号处理算法,对于1/4信号采样率频率变化,有一种简单的实现方法,下面结合实例进行介绍: 首先,原始信号进入FPGA
雷达信号处理中的MTD算法 1. MTD算法原理 MTD(Moving Target Detection)算法是一种用于雷达信号处理的技术,旨在提高雷达在杂波背景下检测运动目标的能力。 多普勒效应:当目标和雷达之间存在相对运动时,回波信号的频率会发生变化,这种现象称为多普勒效应。多普勒频率的计算公式为: 其中,(v) 是目标的径向速度,(\lambda) 是雷达波的波长。 对同一距离单元的多个脉冲进行FFT处理,可以得到不同速度的运动目标。 2. MTD算法实现 以下是一个基于MATLAB的MTD算法实现示例,包括生成回波信号、匹配滤波、脉冲积累和MTD处理。 filtSignal(i, :) = tempSignal(1:N); end % 脉冲积累 TotalFilteSignal = sum(abs(filtSignal), 1); % MTD处理 MTD算法的应用 MTD算法广泛应用于雷达信号处理中,特别是在需要检测和区分多个运动目标的场景中。通过MTD算法,雷达系统可以有效地抑制杂波,提高对运动目标的检测能力。
恒虚警CFAR处理 恒虚警率CFAR是ConstantFalse-AlarmRate的缩写。 在雷达信号检测中,当外界干扰强度变化时,雷达能自动调整其灵敏度,使雷达的虚警概率保持不变,这种特性称为恒虚警率特性。 恒虚警率检测是雷达目标自动检测的一个重要组成部分,作为从雷达中提取目标的第一步,是进一步识别目标的基础。虚警率是指侦察设备在单位时间内将噪声或其他干扰信号误判为威胁辐射源信号的概率。 雷达信号恒虚警率检测就是要求虚警概率保持恒定,这主要是因为在雷达信号检测中,信号的最佳检测通常采用奈曼-皮尔逊准则,即在保持恒定的虚警概率的条件下,使正确检测的概率达到最大值。 对该二维分布图取模值处理后,形成CFAR(恒虚警)平面,若回波中存在目标信号,则二维分布图上会出现目标尖峰,如下图所示。 ?
相参积累处理 在信号理论中,相参又称为相干,定义为脉冲之间存在确定的相位关系。简单来说,脉冲间的相位可以互相对照,知道其中一个相位就有办法知道另外一个。 相参处理的意义在于脉冲积累时提高信噪比,提高多普勒频率的准确度。由于雷达回波信号不但有微弱的信号,还会有很强的噪声。雷达的主要目的就是要把微弱的目标信号从噪声中分离出来,设法提高信噪比。 (b)相参积累后 图1 “距离-多普勒”二维分布图 图1(a)中,每个行向量表示1个雷达脉冲重复周期内的距离单元向量,每连续k个行向量排列好后,形成1个二维数组(1个处理帧)。 图4 相参积累后的信号(目标1的SNR为-5dB,目标2的SNR为2dB) 由上图的二维平面可以直观地看出,两个淹没在噪声中的低SNR信号,通过脉冲压缩与32个脉冲在相参积累后,信噪比得到了极大提升,雷达信号处理机可以对目标进行有效检测 ,同时降低了对雷达发射功率的要求。
接收机处理的主要功能是将雷达信号中承载信息的部分变换到基带,目的是测量 。 接收机的信号被分到两个通道。为同相“I”通道,在这个通道中接收信号和振荡器(本振)的信号进行混频。 1.4雷达信号处理的共同主线 雷达能否对于环境中的目标进行检测、跟踪和成像,收到目标、环境和雷达自身的影响,此外还与这些物体的反射回波的方式有关。两个最基本也是最重要的信号质量测度是SIR和分辨率。 1.5基本雷达信号处理概述 信号处理的运算可以大致分为:信号调节和干扰抑制、成像、检测和后处理 典型的快时间信号处理运算:数字I/Q信号的形成,波束形成、脉冲压缩或匹配滤波、 雷达信号处理运算的下一个层次是多个脉冲数据运算。 杂波滤波和多普勒处理都是抑制杂波、提高运动目标检测性能的技术。杂波滤波通常采用运动目标显示(MTI)的形式。 1.5.5检测 雷达信号处理最基本的功能是检测感兴趣的目标是否存在。
FPGA项目开发:雷达信号处理:数字下变频 大侠好,今天由“82年的程序媛”本媛给大侠带来产品研发经验分享之雷达信号处理:数字下变频,后续本媛还会继续更新产品项目开发心得,学习心得等,欢迎大家持续关注, 一、 概述 数字上下变频是雷达系统中两个重要的模块。 在雷达发送端,由于天线的长度有限会影响到电磁波的波长,而波长与信号的频率成反比,故在发送端需要使用数字上变频提高信号的频率;而在雷达的接收端若不进行下变频处理,根据奈奎斯特采样定理,需要使用信号频率2倍的采样率才能准确无误的将信号还原出来 ,对AD采样速率以及后续FPGA处理信号的速率要求非常高,不利于系统设计,故在接收机端先将射频信号下变频到中频信号,再将中频信号下变频到零中频信号,方便后续对信号的处理。 : 通过混频技术,可得到信号的正交变量,数字信号正交混频可表示为: 频率变换是一种常用的数字信号处理算法,对于1/4信号采样率频率变化,有一种简单的实现方法,下面结合实例进行介绍: 首先,原始信号进入
雷达LFM信号分析 image.png 是信号s(t)的复包络。由傅立叶变换性质,S(t)与s(t)具有相同的幅频特性,只是中心频率不同而以,因此,MATLAB仿真时,只需考虑S(t)。 以下MATLAB程序产生1.4式的chirp信号,并作出其时域波形和幅频特性,如图2所示。 ? 图2 LFM信号的时域波形和幅频特性 仿真代码: %% 线性调频信号的产生 clc;close all;clear all; T = 10e-6; %脉宽 B = 20e6; %信号带宽 K = B/T; %调频斜率 Fc=5e6; Fs = (abs(fft(St)))); xlabel('Frequency in MHz'); title('线性调频信号的幅频特性'); grid on; axis tight; END
毫米波雷达信号处理系统(WRSP)是我杭州泓源数字科技有限公司研制的全功能高端雷达信号处理器,该处理器采用了脱机运行、网络接口,采用 DIFR硬件平台,适用机载、舰载船载、车载等各种平台雷达 系统结构如下图所示: WRSP硬件部分集成 DIFR数字中频接收机以及 WRSP信号处理器(后简称信号处理器)于一体。 DIFR可完成所有的中频处理,任意波形产生,脉压处理以及多普勒处理,数字主杂波跟踪,航电参数、系统定时、和前端各分机的监控通信,WRSP完成所有多普勒和双偏振信号处理功能,并将处理结果通过网络接口传送给终端或其他通信设备 系统采用低功耗设计,整个处理器的功耗小于 10W,带外盒重量小于 1Kg,强大的功能和轻巧的体积使其适用于高机动性天气雷达系统,尤其是机载天气雷达系统。 、中频相参多普勒雷达信号处理,全相参、中频相参双偏振实时雷达信号处理系统,全固态脉冲压缩雷达,全数字阵雷达,以及雷达数据回放等非实时信号处理。
1、超声波雷达介绍 超声波雷达的工作原理是通过超声波发射装置向外发出超声波,到通过接收器接收到发送过来超声波时的时间差来测算距离。 特性一:温度敏感 特性二:无法精确描述障碍物位置(接收到的只是距离,并不知道具体方向) 雷达探测范围数字模型: 参数α:超声波雷达的探测角 参数β:检测宽度范围影响因素之一,UPA的β 参数D:超声波雷达的最大量程。 above 3、Pick the two strongest lines out of the selection (感觉并不能满足要求,但其应用huogh transform 找到的两条线也许能为信号降噪提供思路 :Edge R2 -R1 Threshold : Plane (其采用的是多回波超声波,依据回波的差值判断探测范围是否是平面或者边缘) (3)联创汽车(2017) 1、联创开发的自适应滤波算法,优化信号输入
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信号(signal)是一种软件中断,它提供了一种处理异步事件的方法,也是进程间惟一的异步通信方式。 本信号不能被忽略、处理和阻塞。默认作为暂停进程。 (19) SIGTSTP:停止进程的动作,但该信号可以被处理和忽略。按下组合键时发出该信号。默认动作为暂停进程。 1、 捕捉信号:对于要捕捉的信号,可以为其指定信号处理函数,信号发生时该函数自动被调用,在该函数内部实现对该信号的处理。 ,第二个参数指定针对前面信号值的处理,可以忽略该信号(参数设为SIG_IGN);可以采用系统默认方式处理信号(参数设为SIG_DFL);也可以自己实现处理方式(参数指定一个函数地址)。 第二个参数是指向结构sigaction的一个实例的指针,在结构sigaction的实例中,指定了对特定信号的处理,可以为空,进程会以缺省方式对信号处理;第三个参数oldact指向的对象用来保存原来对相应信号的处理
虽然它的处理动作是忽略,但在没有解除阻塞之前不能忽略这个信号,因为进程仍有机会改变处理动作之后再解除阻塞 SIGQUIT信号未产生过,一旦产生SIGQUIT信号将被阻塞,它的处理动作是用户自定义函数sighandler 信号未决:信号产生后,在未被处理之前,处于未决状态。 ,索引信号处理方法!) ,只要信号被阻塞就不会递达,而忽略是在递达之后可选的一种处理动作 如果在进程解除对某信号的阻塞之前这种信号产生过多次,将如何处理? 信号产生后,如果未被处理且没有被阻塞,则处于未决状态,等待被处理。
---- 前言 从信号产生到信号保存,中间经历了很多,当操作系统准备对信号进行处理时,还需要判断时机是否 “合适”,在绝大多数情况下,只有在 “合适” 的时机才能处理信号,即调用信号的执行动作。 关于信号何时处理、该如何处理,本文中将会一一揭晓 捕捉动作并进行处理 ---- ️正文 1、信号的处理时机 直奔主题,谈谈信号的 处理时机 1.1、处理情况 普通情况 所谓的普通情况就是指 信号没有被阻塞,直接产生,记录未决信息后,再进行处理 在这种情况下,信号是不会被立即递达的,也就无法立即处理,需要等待合适的时机 特殊情况 当信号被 阻塞 后,信号 产生 时,记录未决信息,此时信号被阻塞了 普通情况 就有点难搞了,它需要等待 “合适” 的时机,才能被 递达,继而被 处理 1.2、“合适” 的时机 信号的产生是 异步 的 也就是说,信号可能随时产生,当信号产生时,进程可能在处理更重要的事,此时贸然处理信号显然不够明智 表,信号在产生之后,存储在 pending 表中 信号处理阶段:信号在 内核态 切换回 用户态 时,才会被处理 ---- 总结 以上就是本次关于 Linux进程信号【信号处理】的全部内容了,本文对信号的处理时机做了探讨
: 忽略此信号 执行该信号的默认处理动作 提供一个信号处理函数,要求内核在处理该信号时切换到用户态执行这个处理函数,这种方式称为捕捉(Catch)一个信号 2.产生信号 2.1 通过终端按键产生信号 虽然它的处理动作是忽略,但在没有解除阻塞之前不能忽略这个信号,因为进程仍有机会改变处理动作之后再解除阻塞 SIGQUIT信号未产生过,一旦产生SIGQUIT信号将被阻塞,它的处理动作是用户自定义函数sighandler 信号没有阻塞 4.捕捉信号 4.1 内核如何实现信号的捕捉 如果信号的处理动作是用户自定义函数,在信号递达时就调用这个函数,这称为捕捉信号 由于信号处理函数的代码是在用户空间的,处理过程比较复杂,举例如下 signo是指定信号的编号。若act指针非空,则根据act修改该信号的处理动作。若oact指针非空,则通过oact传出该信号原来的处理动作。 显然,这也是一个回调函数,不是被main函数调用,而是被系统所调用 当某个信号的处理函数被调用时,内核自动将当前信号加入进程的信号屏蔽字,当信号处理函数返回时自动恢复原来的信号屏蔽字,这样就保证了在处理某个信号时
温馨提示:信号和信号量 二者之间没有任何关系 1, 信号概念 信号是 Linux 系统提供的一种向指定进程发送特定事件的方式,进程会对信号进行识别和处理。 中找到 其中:1-30号信号为普通信号,31-64号信号为实时信号 具体的信号采取的动作和详细信息可查看:man 7 signal 分析: Action列即为信号的默认处理方式 Core、Term即为进程终止 信号可以随时产生 如果进程做着别的事,可以暂不处理信号,等到合适的时候再处理 2, 信号处理 ❓ ( sigaction 函数后面博客来详细介绍),现在先说可选的以下三种处理动作 默认处理(通常为终止 返回值:返回值为一个函数指针,指向之前的信号处理器;如果之前没有信号处理器,则返回 SIG_ERR 2.1 执行该信号的默认处理动作 如果signal函数的 func 参数为 SIG_DFL,则系统将使用默认的信号处理动作 ,后面将会更新关于信号保存和处理的知识,敬请期待吧
文章目录 一、数字信号处理技术 二、傅里叶变换 ( 时域转频域 ) 一、数字信号处理技术 ---- 数字信号处理 ( DSP , Digital Signal Processing ) 是 信息学科 和 计算机学科 结合产生的一门新的学科 , 核心是 使用 数值计算的方法 , 完成对信号的处理 ; DSP 有两种理解 : Digital Signal Processor : 数字信号处理器 ; DSP , Digital Signal Processing : 数字信号处理技术 ; 数字信号处理完整过程 : 模拟信号 经过 A/D 转换 为 数字信号 , 数字信号经过 数字信号处理 转换成新的 数字信号 , 然后经过 D/A 转换 为 模拟信号 ; Analog Signal 模拟信号 , Digital Signal 数字信号 ; 数字信号处理一般进行 频谱分析 , 滤波 , 数据压缩 , 数据调制解调 等处理 ; DSP 实现 : 数字信号处理一般使用硬件实现 , 通用 CPU: 一般的电脑 , 服务器 上运行的 DSP 算法 ; CPU 的性能越来越高 ( 这个是主要趋势 ) ; DSP 芯片 :
为此在数字信号处理及硬件实现中有着很重要的作用。 当频率控制字变化时,输出频率也跟着变化,从而可以实现调频信号的产生。 二、 线性调频信号 线性调频信号是一种频率连续线性变化的信号,是一种常用的雷达信号。 在雷达系统中常用做发射信号,由于其带宽较高且包络为矩形,故在接收机端可以实现脉冲压缩得到较高的距离分辨力。 三、 基于DDS的线性调频信号产生 由DDS原理可知通过控制输入的频率控制字即可控制输出的信号频率,我们可以通过控制频率控制字使DDS输出信号的频率线性变化,由此产生线性调频信号。 ;最后通过幅度调制模块对输出信号的振幅进行调整,得到一个chirp信号。
本篇介绍 本篇接续信号处理的介绍。 图像中的信号处理 信号处理在采样图像中使用的最为广泛。 计算公式如下: image.png 锐化后的效果如下: image.png d就是离散脉冲信号。 图像的投影本质上就是模糊滤波器和平移滤波器的综合。 公式如下: image.png image.png 效果如下: image.png 图像抗锯齿 在对图像采样过程中,也就是针对2D连续信号进行采样,如果不加任何处理,结果就会出现摩尔纹或锯齿,效果如下 ,左边是摩尔纹,右边是锯齿: image.png 摩尔纹的现象就是出现重复的样式,原因就是采样频率和原始信号频率接近时,就会出现周期性的重叠。 重采样伪代码如下: image.png 这儿有一个问题需要考虑下,遇到边界时怎么处理?