雷達目標探測與信號處理教學演示系統(tǒng)
一、產(chǎn)品介紹
雷達目標探測與信號處理教學演示系統(tǒng)是一套集雷達探測、信號處理分析、存儲與回放等功能于一體用于教學演示的系統(tǒng)；主要應用于在對雷達工作原理的認知，對雷達工作方式理解以及對雷達回波信號的處理。雷達目標探測與信號處理教學演示系統(tǒng)由雷達探測模塊和上位機軟件系統(tǒng)組成。雷達探測模塊進行環(huán)境目標探測，通過通信接口傳輸數(shù)據(jù)至上位機進行信號處理、分析和顯示。
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二、工作原理
雷達模塊通過天線向外發(fā)射毫米波，接收目標反射信號，采集零中頻信號經(jīng)通信接口上傳至 PC 端，使用配套軟件處理后得到用戶所需相應信息；如零中頻數(shù)字信號，物體與雷達的相對距離、相對速度、角度、運動方向等；雷達目標探測與信號處理教學演示系統(tǒng)基本工作原理如下圖所示：
三、裝置（系統(tǒng)）技術參數(shù)
- 電氣參數(shù)：額定電壓：+12VDC
- 額定功率：≤7W 射頻參數(shù)：通道：3Tx-4Rx
- 工作頻段：76GHz~81GHz 調(diào)制模式：FMCW、CW
- 調(diào)制參數(shù)：發(fā)射功率：10dBm
- 通訊接口：USB(UART)、LAN
- 尺寸：安裝位置：底部/頂部孔位圖，外部機械尺寸圖
-
接口示意圖：
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- 方向圖：
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四、測試和分析軟件操作說明
本系統(tǒng)搭配有專用軟件系統(tǒng)，具備雷達參數(shù)設置、數(shù)字信號接收處理以及處理結果顯示功能。其軟件操作界面如圖所示：
五、功能界面說明
軟件具有雷達時域/頻域波形顯示、數(shù)據(jù)處理以及結果顯示、參數(shù)選擇、雷達參數(shù)設置、數(shù)據(jù)存儲/回放等功能。
其中，時域波形顯示 4 個雷達接收通道的零中頻數(shù)字信號，可實時選擇每個 Chirp 信號進行顯示；
信號處理結果顯示包含一維（Rang-FFT）顯示、二維（Rang-Doppler）顯示、目標檢測結果方位顯示，根據(jù)不同的需求進行選擇；
參數(shù)設置包含雷達參數(shù)設置、文件參數(shù)設置、轉(zhuǎn)臺參數(shù)設置、檢測參數(shù)的設置；
目標檢測結果列表顯示是對檢測到的目標的空間信息（距離、角度、速度）進行列表顯示。
軟件運行環(huán)境：
系統(tǒng)版本：Windows7 及其以上版本，.Net Framework 4 及其以上版本網(wǎng)卡：支持千兆以太網(wǎng)
內(nèi)存：≥4G
CPU：核心數(shù)≥8 核，主頻≥2.0GHz
六、操作流程
6.1、連接
達上電開機，等待 5s 左右，使以太網(wǎng)初始化完成；
進入軟件，選擇需要的工作模式。本軟件使用兩種接口工作模式，分為以太網(wǎng)模式和串口模式，用以進行選擇雷達使用不同功能。其中以太網(wǎng)模式主要在用正常使用雷達獲取數(shù)據(jù)
，系統(tǒng)打開 UDP 端口連接； 打開成功后，按鍵背景變?yōu)榫G色
，未打開成功請根據(jù)提示進行檢查。如出現(xiàn)異常，請重新啟動雷達。
6.2、單幀工作模式
本系統(tǒng)預設定有單幀模式，方便于用戶在某些特定場合進行獲取精確幀數(shù)據(jù)。在單幀模式下，用戶每點擊1 次單幀測試按
，系統(tǒng)進行 1 幀數(shù)據(jù)分析、顯示
等功能。用戶可根據(jù)需求進行各項參數(shù)設置。如顯示零中頻數(shù)字信號和 Rang-FFT 距離像；
6.3、正常連續(xù)幀模式：
，本系統(tǒng)進入正常連續(xù)幀模式；在連續(xù)幀模式下，用戶根據(jù)需 求進行參數(shù)設置，可連續(xù)獲得數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理結構。連續(xù)幀模式下，當 Chirp 參數(shù)選擇在xx-50km/h及其以上時，上傳幀率為 20 幀/s，選擇為 xx-25km/h 時，上傳幀率為≥10 幀/s。
6.4、數(shù)據(jù)處理選擇與顯示
系統(tǒng)正常工作時，用戶可根據(jù)需要切換數(shù)據(jù)處理方式，并進行處理結果方式；系統(tǒng)默認工作模式為 FMCW，發(fā)射天線 TX1，Chirp 調(diào)制參數(shù) 5km - 25km/h，Chirp 采樣點256點，Chirp個數(shù) 256；
6.5、Rang-FFT 一維像：
6.6、Rang-Doppler 二維像：
在顯示二維距離像時，系統(tǒng)進行 Rang-Doppler 數(shù)據(jù)處理，形成
。
6.7、目標檢測空間位置
在信號處理選擇框中選擇 TargetDetection，進入目標空間位置檢測，并直觀進行空間方位距離顯示，右側(cè)為列表式顯示目標檢測結果。
6.8、參數(shù)設置：
在系統(tǒng)正常工作中，可根據(jù)需要進行參數(shù)設置；參數(shù)設置分為：雷達參數(shù)的選擇與設置、存儲/回放文件參數(shù)選擇與設置、轉(zhuǎn)臺參數(shù)選擇與設置及檢測參數(shù)
的選擇與設置。參數(shù)設定時請保持連接狀態(tài)，如出現(xiàn)異常，請重啟雷達系統(tǒng)。
雷達參數(shù)選擇設置有工作模式、發(fā)射天線選擇、CW 模式時工作頻率、發(fā)射功率百分比、接收通道增益以及 Chirp 參數(shù)配置。
工作模式有 FMCW 和 CW 兩種模式，在 FMCW 模式下，可選擇 Chirp 參數(shù)配置，
為256*256 矩陣點。其中二維結果顯示相比較 FMCW 模式下顯示有所不同。如下圖所示：
用戶在系統(tǒng)正常工作中可進行數(shù)據(jù)存儲，在存儲完成后可進行回放。
存儲信息默認為存儲 4 個接收通道基帶數(shù)字信號，用戶在數(shù)據(jù)處理框中選擇了目標檢測，則可以進行目標信息存儲。默認存儲路徑為軟件根目錄，用戶可點擊瀏覽
進行目標路徑文件夾選擇。
，則進行所選數(shù)據(jù)存儲；存儲文件名以當前計算機系統(tǒng)時間命名，存儲過程中會進行存儲幀計數(shù)指
。存儲所需數(shù) 據(jù)結束后，點擊數(shù)據(jù)存儲按鈕的結束按鈕，結束存儲。存儲結果如下圖所示：
結束后，重新播放時需重新導入文件。
其中串口參數(shù)需根據(jù)用戶轉(zhuǎn)臺參數(shù)進行設定，圖上所示為默認控制轉(zhuǎn)臺參數(shù)。包含 3 個轉(zhuǎn)臺控制命令：轉(zhuǎn)臺復位、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)。設置值為相對轉(zhuǎn)動值，為正數(shù)且精確至2位小數(shù)。
如用戶需要更改其他型號轉(zhuǎn)臺，需根據(jù)命令格式寫入根目錄轉(zhuǎn)臺配置文件，修改結束后，點擊刷新按扭
。
Turntable.ini -------- 為 配 置 文 件 名 ， 請 勿 改 動 ； CmdEndFlag:true---------表示是否命令結尾需要加字符“rn”；
Reset[3]:1or 1mm1 1pa0 --------表示復位命令，且復位命令需要 3 個；
TurnLeft[1]:1PR-TurnNumber---------表示左轉(zhuǎn)命令，TurnNumber 為需要轉(zhuǎn)動角度值助記符，須保持一致； 格式為：【TurnLeft[1]:】【命令】【TurnNumber】
TurnRight[1]:1PR+TurnNumber---------表示右轉(zhuǎn)命令，格式如左轉(zhuǎn)格式一致。
6.8.4、檢測參數(shù)：
