毫米波雷达中频模拟信号源数据产生部分的研究

论文摘要

雷达模拟信号源以其经济、灵活和可重复性等优点,已成为雷达系统调试和性能指标测试中不可缺少的技术设备。它的主要功能是用来产生雷达目标和环境回波信号,以达到真实复现雷达回波信号的目的。模拟模型是否具有精确性、通用性和灵活性是衡量雷达模拟信号源的重要指标。本文以3mm导引头信号处理机的研制为背景,对目标回波、噪声和杂波信号的模拟理论和算法以及后端信号处理等问题进行了较为深入的研究,并进行了计算机建模和仿真。雷达采用两种工作模式:搜索模式和跟踪模式。搜索模式下雷达发射常规脉冲串信号,跟踪模式下雷达发射频率步进脉冲串信号。以PC机为仿真平台,根据雷达工作模式、目标运动模型、噪声模型和杂波模型,调用Matlab函数脱机产生视频回波信号,再将其通过PCI总线接口加载到雷达模拟信号源的SDRAM中,模拟信号源按时序将读出的数据送入到数字正交上变频器AD9957中,其输出即为中频回波模拟信号,从而实现了对3mm导引头雷达回波信号的实时模拟。同时,文中研究了频率步进雷达信号逆傅立叶变换处理方法实现高距离分辨率的原理,以及当目标与雷达间存在相对径向运动时,目标的高分辨距离像产生的变化。根据对不同周期子脉冲间相对相位关系的分析,研究了速度补偿的原理并详细介绍了多种基于目标运动参数估计的速度补偿方法,通过仿真验证了其可行性。本课题在设计过程中主要采用Matlab 7.0对各子模块进行建模和仿真,然后在Visual C++ 6.0上搭建出模拟整个3mm导引头雷达系统工作模式的软件仿真平台,从而为雷达电子战提供一个逼真、高效、经济和方便的试验平台。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文结构和主要内容
• 第2章 雷达回波信号模拟基础
• 2.1 雷达回波模拟的两种方法
• 2.2 目标回波信号模型
• 2.3 目标运动模型
• 2.4 目标幅度起伏模型分析
• 2.4.1 目标幅度起伏模型
• 2.4.2 均匀分布随机序列的产生方法
• 2.4.3 其他分布随机序列的产生方法
• 2.4.4 目标幅度起伏调制序列产生
• 2.5 天线方向图模型
• 2.6 双平面振幅和差式单脉冲雷达回波信号产生
• 2.7 三通道幅度相位不一致性分析
• 2.8 噪声信号模拟
• 2.9 本章小结
• 第3章 杂波信号建模与仿真
• 3.1 引言
• 3.2 常用杂波统计模型
• 3.2.1 功率谱模型
• 3.2.2 幅度分布模型
• 3.3 相关杂波模拟方法
• 3.4 相关高斯随机序列的产生
• 3.5 各种分布相关杂波的产生
• 3.5.1 相干相关瑞利分布杂波的产生
• 3.5.2 相干相关对数正态分布杂波的产生
• 3.5.3 相干相关韦布尔分布杂波的产生
• 3.5.4 相干相关K 分布杂波的产生
• 3.6 本章小结
• 第4章 基于IFFT 的频率步进雷达目标成像原理及速度补偿
• 4.1 频率步进雷达信号及其模糊函数
• 4.1.1 频率步进雷达信号
• 4.1.2 频率步进雷达信号的模糊函数
• 4.2 频率步进雷达信号的IFFT 处理方法
• 4.2.1 单散射中心目标的一维距离像
• 4.2.2 多散射中心目标的一维距离像
• 4.3 目标运动对频率步进雷达信号的影响
• 4.4 频率步进雷达信号的速度补偿
• 4.4.1 正负调频法
• 4.4.2 最小波形熵法
• 4.4.3 最小脉组误差法
• 4.5 本章小结
• 第5章 中频模拟信号源软件设计与测试结果
• 5.1 实现方案
• 5.2 软件设计
• 5.2.1 目标回波信号产生模块
• 5.2.2 杂波信号产生模块
• 5.2.3 回波信号产生模块
• 5.3 测试结果
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢