高频雷达频谱显示软件开发

论文摘要

高频雷达利用高频段电磁波的绕地传播或电离层折射实现了目标的超视距探测。高频超视距雷达在我国周边国土防御中有宽广的应用前景,而且还可作为连续监视漫长海域内海浪波谱、海流速度、浪高及风速风向等海洋和气象状态的一种重要手段。因此就我国来说,对高频超视距雷达的研究有着重大意义。雷达显示系统作为对雷达数据的直观表述,是各种雷达系统的重要组成部分。但是显示系统对雷达类型有很强的依赖性,即不同种类的雷达,其显示数据千差万别,一种显示系统无法适应所用种类的雷达需求。而高频雷达作为一种应用较晚的新体制雷达,目前并无适合其使用的通用型显示系统,因此只能自主开发适用于高频雷达的频谱显示系统。本文所设计的高频雷达频谱显示系统通过对高频雷达接收回波频谱数据文件进行相应的处理,可以实现频谱图的二维和三维显示。根据高频雷达频谱显示系统的需求分析,将本系统分三个基本功能模块组成:频谱数据处理模块、控制模块和显示模块。现有的高频雷达仿真系统一般均用Microsoft Visual C++语言开发,为实现与现有系统兼容,所以本系统采用了同一开发环境,即Microsoft Visual C++6.0,三维图形显示则是调用Matlab引擎实现的。系统设计阶段采用了面向对象设计技术,保证了软件的质量和可靠性,降低了开发周期。同时,为满足科研、教学、演示验证等多场合情况下的各种需求,本系统提供了所有可能的显示功能:例如,波束显示、通道显示、单通道/波束显示、单距离门显示、特殊谱图显示、海杂波标记显示、峰值标记显示、手动检测数据显示、三维色差图显示等可选功能。为数据分析提供便利,并且提高了目标检测的可靠性。高频雷达频谱显示系统软件经测试后,各项性能指标均能满足系统的要求,并且界面友好,操作简单,实现人机交互。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状及分析
• 1.2.1 硬件化频谱分析显示仪器的缺点
• 1.2.2 我国信号分析显示系统软件研发现状
• 1.2.3 国内外雷达仿真及显示系统现状
• 1.3 开发工具的选择
• 1.4 论文的结构安排
• 第2章 系统总体功能需求分析
• 2.1 系统概述
• 2.2 显示系统数据源描述
• 2.3 显示系统功能分析
• 2.3.1 频谱数据处理模块
• 2.3.2 控制模块
• 2.3.3 显示模块
• 2.4 本章小结
• 第3章 系统详细设计
• 3.1 系统总体设计
• 3.1.1 系统工作流程
• 3.1.2 主界面设计
• 3.2 频谱数据处理模块设计
• 3.2.1 频谱数据文件读取
• 3.2.2 数字波束形成（DBF）
• 3.2.3 海杂波处理
• 3.2.4 目标检测
• 3.3 控制模块设计
• 3.4 显示模块设计
• 3.4.1 二维频谱图显示
• 3.4.2 手动检测数据显示
• 3.4.3 自动显示
• 3.4.4 峰值标记
• 3.4.5 三维频谱图显示
• 3.5 本章小结
• 第4章 系统实现与性能分析
• 4.1 显示模块的实现
• 4.1.1 二维频谱图显示的实现
• 4.1.2 峰值标记的实现
• 4.1.3 手动检测数据显示的实现
• 4.1.4 三维显示的实现
• 4.2 性能分析
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢