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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
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