毫米波段连续波多普勒测速/测距技术研究(2)
多普勒雷达是当今世界上先进的雷达系统，主要依据多普勒效应为基础进行工作，可分为PW（脉冲多普勒雷达）和CW（连续波多普勒雷达）。CW雷达相对于PW雷达信噪比更优，并以同时捕获多个目标，具有更高的测速测距精度，重量轻，体积小，成本低。连续 雷达的特点更符合本文的任务要求。
毫米波段通常被指是频率在30GHz～300GHz之间，波长为1mm～10mm范围内的波段。近年来随着对毫米波系统需求的增长，对毫米波技术的研究的有了重大的突破和发展。毫米波相对于普通微波，工作频带宽更宽具有良好的多普勒分辨率、测量精度高并且其体积小、质量轻、空间分辨率高，穿透能力强，可全天候工作，毫米波雷达将在频谱资源紧缺的情况下迅速的发展[14]。
快速及时的获取目标的有效速度、位置信息十分重要。比如在交通上，高速公路上的测速系统、汽车防撞、工业控制等领域都需要探测目标的速度和位置参数，在现代战争中，单兵便携式战场监视仪，导弹、火箭等弹道测量；军事上能够识别飞机、导弹的等目标，非常有利于有效的识别并且打击目标。现代武器中雷达是被最广泛应用的用来探测目标的设备，而利用多普勒效应对目标进行测速、测距也是目前雷达广泛使用的一种方法。
1.2 研究现状
1.3 本论文主要内容和工作安排
本文就毫米波段连续波多普勒测速、测距、定向的任务，完成了连续波多普勒测速测距的分析与仿真验证。
第一章介绍了本论文的研究背景和研究意义和目的，描述了国内外的生产应用和研究现状。
第二章介绍了多普勒效应，对多普勒频率有一个理论性的认识，介绍多普勒测速原理和方法，最后设定参数利用软件仿真和对比。
第三章介绍了几种常用测距方法，并相互做比较，主要介绍了根据角度变化率和多普勒频移变化率进行机载测距的方法并推导出公式。最后设定参数值，利用软件进行仿真验证公式的正确性，并验证了这两种方法的等效性。
第四章介绍了无源的多普勒测向定位原理，前几章讲的雷达测速测距是有源的，而对于多普勒测向主要源于单站无源定位技术。
2 测速技术研究
2.1 引言
测速技术就是系统对目标的速度进行测量，多普勒测速就是利用多普勒频率测量速度，基于电磁波测量目标速度，绝大多数都用到了多普勒频率。电磁波在空间中运动，碰到物体时部分能量就会被反弹，反弹回来的信号就是所说的回波，回波相对于发射波信号有改变。多普勒雷达又可分为脉冲式和连续波式，而连续波雷达值需要提取频率信息就可完成测试，不需要配合其他方法进行测量[11]，并且它的结构简单、成本低，根据这个特性本章主要研究基于连续波多普勒测速的原理和方法。
本章2.2小节介绍了多普勒效应的原理；2.3小节介绍基于连续波多普勒下的测速原理，根据接收到的回波信号经过处理得到多普勒信号；2.4小节通过仿真实验，给回波加入了噪声模拟现实情况下的测量效果，分析仿真结果；2.5小节简单介绍多普勒测向方法的原理。2.6节是对本章内容的小结。
2.2 多普勒效应
多普勒效应：指探测系统与目标之间存在相对运动时，目标反射的回波的频率相对于发射波的频率发生改变的现象，多普勒频率即发射波与回波信号间的频率差。
假设发射信号为：
(2.2.1)
式中，A:振荡幅度； ：振荡角频率； ：初相。