毫米波探测器信号处理系统设计与实现

论文摘要

本文对毫米波主被动复合探测系统的主动测距和被动目标识别进行了研究,将数字信号处理和目标识别理论相结合,进行了探测器信号处理系统的软硬件设计。在硬件上,以TMS320VC5410芯片为核心完成了目标识别系统的硬件设计。具体包括:利用TLC5510、AD7824两种模数转换芯片分别完成探测器主动和被动目标回波信号的数据采集;利用SST39LF200A实现程序及数据存储;另外还包括系统电源、系统时钟等模块的设计。根据系统对信号处理的要求,设计完成了系统软件部分。具体包括:AD采样、测距、信号预处理、目标识别算法等。从而实现了探测器主动测距和被动目标识别功能,同时编写了相应的系统自举加载程序。在理论上对小波去噪的基本原理进行了初步分析和研究。针对软、硬阈值方法的不足,给出了一种改进的软、硬阈值折衷法,进一步提高了对探测器信号的去噪效果。初步探讨了最大隶属度的模糊目标识别算法。最后,对系统进行联试联调,验证了所设计的信号处理系统方案是可行的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 数字信号处理系统
• 1.3 论文的主要工作
• 2 毫米波主被动复合探测系统工作原理
• 2.1 毫米波辐射计的工作原理和主要指标
• 2.1.1 毫米波辐射计的工作原理
• 2.1.2 辐射计输出信号的数学模型
• 2.1.3 毫米波辐射计的主要指标
• 2.2 毫米波雷达的工作原理和主要指标
• 2.2.1 毫米波雷达的工作原理
• 2.2.2 毫米波雷达的主要指标
• 3 毫米波复合敏感器信号处理系统硬件设计
• 3.1 系统中央处理器的选择
• 3.2 信号处理器的选择
• 3.3 TMS320VC5410片内及外围电路设计
• 3.3.1 时钟设计
• 3.3.2 电源设计
• 3.3.3 Flash存储器
• 3.3.4 数据采集电路
• 3.3.5 电平转换
• 3.3.6 JTAG
• 3.4 高速DSP系统PCB板可靠性设计
• 3.4.1 电源线的抗干扰设计
• 3.4.2 地线的抗干扰设计
• 3.4.3 硬件的抗干扰设计
• 3.4.4 软件的抗干扰设计
• 3.4.5 传输线的抗干扰设计
• 4 系统软件设计
• 4.1 主被动算法分析
• 4.1.1 主动测距算法分析
• 4.1.2 被动回波信号的预处理
• 4.1.3 目标的特征提取
• 4.1.4 目标识别
• 4.2 系统的程序设计
• 4.2.1 开发环境
• 4.2.2 C和汇编混合编程
• 4.2.3 系统的初始化配置
• 4.3 系统试验及试验分析
• 4.3.1 复合探测系统样机和信号处理板
• 4.3.2 系统试验平台及方法
• 4.3.3 试验数据分析
• 5 结束语
• 致谢
• 参考文献