伪码调相连续波体制的TWS探测器研究

论文摘要

穿墙生命探测是（Through-the-wall Surveillance，简称TWS）是一种能够隔墙探测和定位的新型雷达系统，它可以对建筑或掩体内的可疑目标进行外部的非入侵式探测，并对建筑物内的运动目标进行检测，可以广泛地应用于大规模城区巷战、反恐斗争和人质救援行动。本文根据穿墙生命探测（TWS）的特点，提出了基于伪码调相连续波体制的TWS探测器方案。文中分析了这种探测器的工作原理，给出了原理框图；对零中频混频后的数字化接收机作深入研究，给出了硬件设计方案并详细介绍了单元电路；在分析多种数字相关器方法的基础上，采用折叠相关器法完成了数字相关器的的FPGA编程设计，ChipScope Pro显示结果验证了程序的正确性；针对连续波体制TWS探测器的应用特点，对对消技术展开研究，文中研究了微波对消和中频对消技术，提出采用数字视频对消方法来对消泄露信号。Matlab仿真结果表明数字视频对消方法有效可行。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 TWS的含义及研究背景
• 1.2 TWS研究所用的方法及工作频段
• 1.3 TWS的目前发展状况
• 1.4 本文的主要工作和内容安排
• 2 伪码调相连续波体制的TWS探测器工作原理
• 2.1 电磁波的穿透特性
• 2.2 M序列
• 2.3 伪码调相连续波体制的TWS探测器工作原理
• 3 TWS探测器数字化接收机的硬件设计
• 3.1 概述
• 3.2 模数转换模块
• 3.2.1 模数转换器的性能指标
• 3.2.2 编码时钟输入电路
• 3.2.3 模拟信号输入电路
• 3.2.4 AD6640的时序电路
• 3.2.5 供电系统和输出负载电路
• 3.3 FPGA电路
• 3.3.1 FPGA器件简介
• 3.3.2 VIRTEX-Ⅱ系列结构
• 3.3.3 XC2V1000FG456器件介绍
• 3.4 数据存储电路的设计
• 3.5 电源和时钟模块
• 4 数字相关器的FPGA实现
• 4.1 VERILOG HDL语言简介
• 4.2 ISE8.2简介
• 4.3 数字相关器的FPGA实现方法
• 4.3.1 相关处理理论
• 4.3.2 直接型数字相关器
• 4.3.3 转置型数字相关器
• 4.3.4 折叠型数字相关器
• 4.4 数字相关器的FPGA实现
• 4.4.1 CHIPSCOPE PRO（在线逻辑分析仪）
• 4.4.2 运行结果
• 5 数字对消技术研究
• 5.1 概述
• 5.2 微波对消
• 5.3 中频对消
• 5.4 基于伪码调相连续波体制雷达信号的中频对消
• 5.5 视频对消
• 5.5.1 回波对消的MATLAB仿真
• 结论
• 致谢
• 参考文献