交通测速雷达系统的设计

论文摘要

交通雷达(警用雷达)是连续波(CW)雷达技术的一种直接应用。众所周知,连续波雷达可以根据多普勒效应测量目标速度,若采用某种编码,则还能测量距离,它的优点有很多。其一是设备简单,发射带宽窄。窄的发射带宽减少了无线电干扰问题,并使所有微波预选、滤波等变得简单,这样接收波形的处理也容易了,因为中频电路所要求的频带很窄。其二是不论目标的速度有多大,距离有多远,它都能处理而没有速度模糊。本文基于连续波雷达提出了交通雷达的一个新的工程解决方案。本方案选用的微波源的工作频率是24.15GHz。在这个频率上,100km/h相当于4,374Hz,此频率处在很方便放大频带的范围内。微波源利用可控泄漏的方式将回波信号馈送到晶体混频器中,得到的携带多普勒信息的中频信号经过正交双通道低噪声放大器来实现对信号的放大,经模/数转换电路将模拟信号转换为数字信号,再将数字信号传送到数字信号处理器(DSP)中,通过对数字信号处理器的软件编程来完成对信号的数字滤波、快速傅里叶变换以及在频域内对目标信息进行提取的功能,从而实现对交通工具的运行速度进行测量的任务。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文工作的背景及意义
• 1.2 国内外的研究和进展
• 1.3 本论文的内容概要
• 第二章 测速雷达的性能分析和谱分析
• 2.1 连续波雷达系统
• 2.2 连续波雷达的频谱和分辨力
• 2.3 最小输出信噪比的计算
• 2.4 FFT谱分析技术与速度测量
• 2.5 加窗FFT运算及窗函数
• 2.6 测速精度
• 2.7 速度分辨率
• 2.8 杂波改善因子
• 2.9 噪声改善因子
• 第三章 硬件设计
• 3.1 工程设计的技术指标
• 3.2 硬件电路的总体设计框图
• 3.3 电源模块
• 3.4 正交双通道电路模块
• 3.5 A/D转换模块
• 3.5.1 ADC的主要技术指标
• 3.5.2 ADC器件的选择原则
• 3.5.3 本设计中采用的芯片以及其外围电路设计
• 3.6 DSP及其外围电路模块
• 3.7 UART串行接口设计
• 3.8 抗干扰设计
• 3.9 仿真器接口
• 第四章 软件开发
• 4.1 软件部分的总体组成
• 4.2 FIR滤波器模块
• 4.3 检测部分
• 4.3.1 雷达自身速度的检测程序
• 4.3.2 目标的检测
• 4.3.3 目标速度转换
• 第五章 硬件软件调试
• 5.1 硬件电路初调
• 5.2 软件调试
• 5.2.1 软件的调试方法
• 5.2.2 DSP对实测数据的处理
• 5.3 软硬件联合调试
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 雷达显示界面
• 附录B AD板电路实物图
• 附录C 数字信号处理板实物图
• 附录D 交通雷达实物外观图