杂波背景下多普勒测速雷达信号处理算法研究

来源：电子测量技术杂志2024年第21期北京时间：

作者：彭泽胄，郜洪民，胡伟东，蒋环宇，刘庆国

单位：1.中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所 北京 100081; 2.北京理工大学集成电路与电子学院 北京 100081

摘要：多普勒测速雷达具有测速范围广、测速精度高及可靠性强的优点，广泛应用于我国轮轨及磁浮交通领域。多普勒测速雷达在测速过程中需要考虑杂波对多普勒信号的干扰，因此在轨道地杂波背景下研究信号处理方法对提高测速精度、保障行车安全具有重要意义。首先对Kernel分布、Weibull分布及Gamma分布这3种典型的概率统计模型进行了理论分析，基于77 GHz+24 GHz双频车载测速雷达进行了杂波测量实验，采集了实际轨道面地杂波数据，并对实测数据进行了拟合分析，结果表明，该车载测速雷达的轨道地杂波数据统计特性服从Kernel分布。在杂波背景下，首先利用最小均方自适应滤波方法对实测信号进行去噪处理，并使用改进Burg算法进行频谱估计实现了高精度速度测量，实验验证了算法能够有效抑制杂波提高信噪比，在低速状态下测速误差小于0.5 km/h，当速度大于50 km/h时，测速误差小于0.5%。

关键词：Kernel分布;杂波特性;LMS自适应滤波;改进Burg算法;多普勒雷达

基金资助：中国铁道科学研究院集团有限公司科研项目(2020YJ043)、中国铁道科学研究院集团有限公司科研项目(2023YJ116)、国家重点研发计划(2023YFB4302501)项目资助