雷达数字图像传输技术研究

论文摘要

本论文研究的是雷达数字图像传输技术。雷达自1925年作为探测电离层高度的科研工具开始,至今已在80多年的历史了。在这80多年中,雷达技术在理论和应用两方面不断有所突破。其应用领域也从二战时期的飞机预警扩展到航天测量、气象探测、合成孔径成像等很多方面。雷达所能“看”到的(即雷达视频图像)是使用者最需要的,但有时因条件和其他原因所限(如天基雷达或无人值守雷达等),在雷达获取了图像后,还需要通过某种方式将其远距离传送,才能到达使用方。本课题的主要目的就是设计一种雷达图像传输控制系统,来实时、高效、无失真地传输雷达视频图像。它介于雷达视频图像的获取端和使用端之间,起到“图像传输桥梁”的作用。在雷达图像传输系统的设计中,数字视频信号的压缩和系统通信方式的选择是两个关键性要素。通过剖析现役装备和大量地查阅相关资料、文献,经过研究和比较筛选,我们提出了一种基于小波变换压缩雷达视频图像和扩频通信相结合的雷达数字图像传输技术。在数据压缩方面,应用小波二维正交变换(正交镜象滤波器组)对雷达数字视频信号进行分解,然后利用游程编码和HUFFMAN编码进行数据压缩。游程编码的作用是计算各个子图块相邻单元零的个数,以提高HUFFMAN编码的效率。HUFFMAN编码为可变长度的固定HUFFMAN表查表式编码器。在通信方面,选择了扩展频谱通信系统,充分发挥扩频系统在抗干扰、保密性和码分多址方面的诸多优点,以满足雷达图像传输要求。在工程上,数据压缩方面使用的是专用小波变换DSP硬件;通信方面使用的是成熟的市场货架产品。通过测试,该系统可以无失真地传输雷达数字视频图像,具有全双工、可靠性高、通用性强、抗干扰能力强、扩展性好等特点,不仅可以双向传输雷达图像信号,还可以传输多路语音和数据信息,达到了设计要求。随着雷达技术的不断发展,对雷达视频图像的需求会越来越多,该设计以其良好的通用性,其应用前景较好。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 论文主要贡献
• 第二章 雷达数字图像传输技术基础
• 2.1 数据压缩
• 2.1.1 图像压缩技术
• 2.1.2 小波变换的基本原理
• 2.1.3 雷达视频图像信号的小波变换压缩方法
• 2.2 通信技术基础
• 2.2.1 扩频通信的理论基础
• 2.2.2 扩频通信系统的基本原理（以直接序列为例）
• 2.2.3 扩频系统抗干扰性能分析（以直接序列为例）
• 2.2.4 雷达视频图像传输系统的通信方式选择
• 第三章 雷达数字图像传输系统总体设计
• 3.1 设计目标
• 3.2 设计指标要求
• 3.3 系统组成结构
• 3.3.1 编解码分机
• 3.3.2 复接分机
• 3.3.3 信道分机
• 第四章 雷达数字图像传输系统实现
• 4.1 编解码分机
• 4.1.1 输入输出接口单元
• 4.1.2 压缩/解压单元
• 4.1.3 码速调理单元
• 4.2 复接分机
• 4.3 信道分机
• 4.4 各单元之间信号关系
• 4.4.1 输入输出接口单元与雷达、录取显示设备的信号关系
• 4.4.2 输入输出接口单元与压缩单元、解压单元之间的信号关系
• 4.4.3 压缩/解压单元与码速调理单元之间的信号关系
• 4.4.4 码速调理单元与复接设备之间的信号关系
• 第五章 雷达数字图像传输测试
• 5.1 测试项目和测试方法
• 5.1.1 传输距离
• 5.1.2 接收机灵敏度
• 5.1.3 发射功率
• 5.1.4 传输精度
• 5.1.5 图像传输延时
• 5.1.6 供电与功耗
• 5.1.7 传输的雷达视频信号
• 5.1.8 传输的雷达触发脉冲信号
• 5.1.9 传输的雷达方位信号
• 5.1.10 双路图像传输能力（适用于只有一路编解码设备时）
• 5.1.11 全双工数据通信
• 5.1.12 话音通信
• 5.2 测试结果
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 存在的不足
• 6.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表