LFMICW雷达高度计信号处理算法与实现

论文摘要

线性调频准连续波（LFMICW）体制兼具连续波和脉冲雷达体制的优点,应用于高度计中,可以避免连续波体制的收发隔离问题和脉冲体制的峰值功率高的问题。高度计的回波信号由大地多个散射单元叠加形成,为获得高度的估计值,必须研究相应的高度估计算法。同时,为了产生所需波形和实现实时测高,还必须设计专用数字波形产生器和信号处理硬件。为此本文做了以下主要研究工作:1.研究了针对LFMICW信号的处理方法。采用了频谱前沿测高的方法,对面目标信号进行了仿真,验证了处理方法的有效性。将变调制恒差频的实现方法,应用在LFMICW体制,简化了后端信号处理的复杂度。2.根据系统总体要求,设计出基于DSP+FPGA的信号处理硬件电路方案;在分析信号处理算法对运算量、运算时间、存储空间要求的基础上,选择了硬件实现芯片;设计了电路原理图,完成电路PCB制作及调试工作。在充分考虑DSP硬件体系、系统资源的情况下,采用C语言和汇编语言混合编程的方法实现并验证了信号处理算法。3.设计了基于AD9854的信号波形发生器原理图,完成电路PCB制作及调试工作。4.参与了系统联合调试。配合系统总体组完成了对差拍信号数据的采集、处理、分析、验证工作。雷达高度计系统联调结果表明,信号处理硬件电路和波形发生器满足系统的功能要求,系统运行正常。

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Abstract

第一章绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状及动态

1.2.1 雷达高度计

1.2.2 LFMICW 雷达

1.2.3 信号处理机及数字波形产生

1.3 论文的主要工作

第二章 LFMICW 雷达高度计实现原理分析

2.1 LFMICW 雷达信号测高原理

2.1.1 LFMICW 发射信号

2.1.2 LFMICW 接收信号

2.1.3 LFMICW 信号处理

2.2 变调制恒差频的实现原理

2.3 发射信号波形分析

第三章 LFMICW 雷达高度计信号处理算法研究及仿真

3.1 面目标信号处理

3.2 面目标信号处理算法

3.3 面目标信号处理仿真

3.4 误差分析

第四章 LFMICW 雷达高度计信号处理器设计及实现

4.1 雷达高度计总体方案

4.2 信号处理电路设计

4.2.1 设计要求

4.2.2 设计思路

4.2.3 设计方案

4.2.4 器件选型

4.3 波形发生器电路设计

4.3.1 设计要求

4.3.2 设计思路

4.3.3 设计方案

4.3.4 器件选型

4.4 硬件电路实现

4.4.1 信号处理电路

4.4.2 波形发生电路

4.5 信号处理算法实现

4.5.1 DSP 软件开发过程

4.5.2 DSP 程序各模块实现

4.6 信号处理系统实验及实验结果

第五章总结与展望

5.1 工作总结

5.2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果

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