雷达近场 FMCW 仿真与成像平台

面向近场 FMCW 的回波建模、成像与三维估计一体化仿真

教学可复现的近场感知算法演示平台

近场雷达 FMCW 反投影成像 MUSIC

📌 为什么选择

近场场景中球面波效应显著，远场假设会带来角度与成像偏差。平台提供端到端链路与可视化，便于理解算法机理与误差来源。

🎯 核心价值

🔬 学术研究价值

强调近场物理机理与算法推导的对应关系。

• • 近场球面波推导
• • 距离与速度轴标定
• • MUSIC 子空间解释
• • 误差来源量化

💼 工程应用价值

聚焦可复现与可教学的工程落地形态。

• • 端到端链路演示
• • 统一配置入口
• • 图像与指标同步
• • 快速模式运行

⚡ 技术亮点

🌊 近场建模

📊 性能指标（实测数据）

基于 demo_p05 quick 运行与配置推导汇总。

🎯 近场聚焦能力

以成像面选择展示聚焦与失焦差异。

🖥️ 运行环境

项目以 MATLAB 为主，适合桌面仿真与教学演示。默认配置在常规 CPU 环境下可完成 quick 演示。

• • 语言：MATLAB
• • 依赖：基础信号处理函数
• • 硬件：x64 CPU、8GB+ 内存

📁 项目结构

雷达近场/ ├── matlab/                     # 算法与处理主目录 │   ├── core/                   # 回波建模与主流程 │   ├── processing/             # 距离/多普勒/成像处理 │   └── nf_doa/                 # MUSIC 角度估计模块 ├── matlab/demos/               # 演示脚本入口 │   ├── demo_01_quick_start.m   # 快速主流程演示 │   └── demo_p05_end_to_end.m   # 端到端演示 └── docs/                       # 文档与说明     ├── 算法文档.md             # 理论推导与公式     └── 代码文档.md             # 结构说明与接口

📄 文档体系

文档覆盖理论推导与代码结构两条主线。

📘 算法文档

完整阐述近场 FMCW、成像与 MUSIC 推导。

📒 代码文档

描述模块职责、数据结构与主流程。

💻 核心代码展示

🔥 回波建模

聚焦近场球面波与拍频生成。

# 输入：阵列几何与目标场景 # 输出：回波数据立方体 初始化数据立方体 遍历目标与 chirp 计算阵元到目标距离 生成拍频相位并叠加 按需注入噪声

🌟 RD 处理

展示距离向与慢时间处理链路。

# 输入：回波立方体 # 输出：RD 图与轴 距离向加窗并 FFT 慢时间加窗并 FFT 阵元功率叠加 标定距离与速度轴

🚀 三维融合

融合 RD 峰值与角度估计输出三维目标。

# 输入：RD 图与快拍矩阵 # 输出：三维目标列表 检测 RD 峰值 对峰值单元做 MUSIC 提取方位与俯仰角 与距离融合生成坐标

🎬 一键运行

addpath(genpath(fullfile(pwd, 'matlab'))); demo_01_quick_start('quick', true, 'enable_plots', true); demo_p05_end_to_end('quick', true, 'enable_plots', true, 'enable_save', true);

📸 演示图片预览

以下图示均由演示脚本直接生成。

🛒 获取方式

📚 参考文献

1. 1. M. A. Richards, Fundamentals of Radar Signal Processing, 2nd ed.
2. 2. M. I. Skolnik, Radar Handbook, 3rd ed.
3. 3. H. L. Van Trees, Detection, Estimation, and Modulation Theory.
4. 4. P. Stoica and R. L. Moses, Spectral Analysis of Signals.
5. 5. J. Li and P. Stoica, MIMO Radar Signal Processing.