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毫米波线性调频连续波雷达关键技术研究的开题报告

一、选题背景及意义

随着无线通信技术的不断发展与普及，人们对于频谱的需求越来越大，而毫米波频段被认为是未来5G通信的重要频谱资源。毫米波频段较高的频率带宽度较大，能实现更高的数据传输速率，但其在大气传播中发生严重的衰减，导致传输距离较短且易受干扰。因此，如何有效地利用毫米波频段的通信资源，成为了当前通信领域的研究热点。毫米波雷达作为毫米波频段的一种应用技术，可以利用毫米波的高带宽特性，实现较高的分辨率，成为人们关注的焦点之一。

毫米波线性调频连续波雷达是一种基于线性调频连续波信号设计的毫米波雷达，与传统的脉冲雷达相比，具有不需要高功率突发辐射、波束宽度较小等优势。在物体特征提取、空间目标成像、距离和速度测量等方面具有广泛的应用前景。因此，开展毫米波线性调频连续波雷达的关键技术研究，对于推动毫米波雷达技术的发展和应用具有重要意义。

二、研究内容及目标

本研究旨在深入研究毫米波线性调频连续波雷达的关键技术，并探索如何实现其在距离测量、速度测量、物体成像等方面的应用。具体研究内容包括：

1.线性调频连续波信号的设计与发射

毫米波线性调频连续波雷达基于线性调频连续波信号，需要对信号的设计和发射进行研究。本研究将探索优化信号参数以提高雷达探测性能的方法。

2.信号采集与处理

毫米波线性调频连续波雷达信号采集与处理是实现精度测量和物体成像的关键技术。本研究将研究信号采集与处理技术，包括A/D转换、数字信号处理、自适应滤波等。

3.距离测量及高精度测距算法

毫米波线性调频连续波雷达可以实现距离测量，本研究将研究基于信号处理的高精度测距算法，提高距离测量的精度。

4.速度测量及多目标跟踪技术

毫米波线性调频连续波雷达可以实现目标速度测量，并进一步实现多目标跟踪。本研究将研究基于信号处理的目标速度测量和多目标跟踪技术。

5.物体成像技术

毫米波线性调频连续波雷达可以实现物体的成像，本研究将研究基于信号处理的物体成像技术，包括基于线性调频连续波的成像算法、多视角成像技术等。

三、研究方法

本研究将采用基于仿真和实验的方法进行研究。具体方法包括：

1.线性调频连续波信号仿真与分析

利用MATLAB或其他仿真工具，对线性调频连续波信号进行仿真、分析和优化设计。

2.毫米波线性调频连续波雷达系统实验

搭建毫米波线性调频连续波雷达实验系统，对线性调频连续波信号进行发射和接收，对信号进行采集和处理，研究其在距离测量、速度测量、物体成像等方面的应用。

3.算法研究及实现

研究基于信号处理的高精度测距算法、目标速度测量和多目标跟踪技术、物体成像技术等算法，并进行实现和优化。

四、预期成果

本研究预期将研究毫米波线性调频连续波雷达的关键技术，包括线性调频连续波信号发射、信号采集与处理、距离测量、速度测量、物体成像等方面的技术。具体预期成果包括：

1.毫米波线性调频连续波雷达信号的设计优化方法和实现；

2.毫米波线性调频连续波雷达的系统实验；

3.基于信号处理的高精度测距算法、目标速度测量和多目标跟踪技术、物体成像技术等算法，并进行实现和优化；

4.研究成果的论文发表、专利申请等。

五、研究难点

1.如何设计更符合毫米波线性调频连续波雷达探测性能需求的线性调频连续波信号；

2.信号的采集和处理成本过高及难以实现自适应滤波等处理方法；

3.实现多目标跟踪算法的实时性和任务成本；

4.如何有效地利用毫米波频段的通信资源，实现毫米波雷达在大范围应用。

六、研究计划

论文工作安排如下：

第一年：

1.毫米波线性调频连续波雷达相关技术的调研阅读；

2.确定研究课题、研究内容和研究方法；

3.进行建模分析，并设计分析新的线性调频连续波信号并仿真；

4.完善系统实验平台，进行线性调频连续波雷达信号的收发实验；

5.实现信号采集与处理。

第二年：

1.进行系统实验，研究信号的距离测量和速度测量技术；

2.研究并实现目标跟踪技术；

3.进一步研究信号处理相关技术，包括自适应滤波等；

4.研究多目标跟踪和物体成像技术。

第三年：

1.完成毫米波线性调频连续波雷达相关技术的算法研究；

2.提出新的实现方案，并进行实验验证并优化；

3.结合实验结果，撰写学术论文和申请专利。

七、参考文献

1.S.Mller,A.Fhltfort,M.Villnow,etal.MillimeterWaveRadarStudyforAutomotiveApplications.IEEEMTT-SInternationalMicrowaveSymposiumDigest,2009.

2.QianGangshu,ShengYun,LeiKailiet