基于CW雷达的二维运动轨迹高精度测量方法.docx

2018年第37卷第11期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)25

DOI：10.13873/J.1000—9787(2018)11—0025—03

基于CW雷达的二维运动轨迹高精度测量方法*张峻橦，叶明，夏伟杰

（南京航空航天大学电子信息工程学院，江苏南京211106)

摘要：提出了一种基于连续波(CW）雷达的目标二维运动轨迹的测量方法。在现有径向位移和方位角测量的基础上，通过构建几何模型，进一步推导了横向位移的测量方法和相关运动参数的理论精度，实现了目标二维运动轨迹的测量。对近距离单摆摆动轨迹进行测量，其结果符合运动学规律，径向位移和横向位移测量精度分别为12μm和2.2mm,验证了所提方法的有效性和精确性。在近距离目标运动参数测量与轨迹分析上有较好的潜在应用价值。

关键词：二维运动轨迹；横向位移；连续波雷达；精确测量；摆动模型

中图分类号：TN959.6文献标识码：A文章编号：1000—9787(2018)11—0025—03

2DmotiontrackmeasurementmethodwithhighprecisionbasedonCWradar*

ZHANGJun-tong,YEMing,XIAWei-jie

(CollegeofElectronicandInformationEngineering,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,

Nanjing211106,China)

Abstract:Anaccuratemeasurementmethodbasedoncontinuouswave(CW）radarfortwo-dimensional(2D)motiontrackoftargetisproposed.Onthebasisofexistingradialdisplacementandazimuthmeasurement,deducestransversaldisplacementmeasurementmethodandtheoreticprecisionofcorrelativemotionparametersbybuildinggeometricmodel，2Dmotiontrackmeasurementoftargetisrealized.Swingtrackofcloserangesimplependulumismeasured,andtheresultaccordswithkinematicsregularity,measurementprecisionofradialdisplacementandtransversedisplacementare12μmand2.2mm,respectively,verifytheeffectivenessandaccuracyofthemethod.Thismethodhasgoodpotentialapplicationvalueinmovementparametersmeasurementandtrackanalysisofcloserangetarget.

Keywords:two-dimensionalmotiontrack;transversedisplacement;continuouswave(CW）radar;accuratemeasurement;swingmodel

0引言

毫米波雷达是一种常见的测量传感器，广泛应用于液位测量，建筑物安全监测，平面平坦度检测等工业测量领域。连续波(continuouswave,CW）雷达作为一种结构简单、低成本的雷达体制，能够利用差拍信号的相位变化实现探测目标位移的精确测量，因此，许多学者对CW雷达的测量应用展开了较为深入的研究[1~4]。GuC等人[2]利用2.4GHzCW雷达实现了高