FMCW雷達高度表信號處理方法研究與實現(xiàn)

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1、１澇料？種專碩士學(xué)位論文Ｉ１９；ＦＭＣＷ雷達高度表信號處理方法｜研究與實現(xiàn)作者姓名廖志佳指導(dǎo)教師姓名、職稱羅豐教授企業(yè)師姓名、職稱張文祥研究員申請學(xué)位類別工程碩士學(xué)校代碼10701學(xué)號1502121325分類號TN95密級公開西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文FMCW雷達高度表信號處理方法研究與實現(xiàn)作者姓名：廖志佳領(lǐng)域：電子與通信工程學(xué)位類別：工程碩士學(xué)校導(dǎo)師姓名、職稱：羅豐教授企業(yè)導(dǎo)師姓名、職稱：張文祥研究員學(xué)院：電子工程學(xué)院提交日期：2018年6月ResearchandImplementationofSigna

2、lProcessingMethodofFMCWRadarAltimeterAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationsEngineeringByLiaoZhijiaSupervisor:LuoFengTitle:ProfessorSupervisor:ZhangWenxiangTitle:ResearchFellowJune2018摘要摘要雷達高度表是眾多飛

3、行器中不可或缺的機載電子設(shè)備，它能準確測量飛行器載體與地面之間的高度，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種軍用和民用設(shè)備中。調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）恒定差拍頻率體制雷達高度表具有抗干擾性強、無距離盲區(qū)、發(fā)射功率低、重量輕和體積小等一系列的優(yōu)點。針對用戶的需求越來越高以及雷達高度表的應(yīng)用場景越來越復(fù)雜，人們對雷達高度表的性能也提出更高的要求。本論文的目的是設(shè)計并實現(xiàn)一種對干擾有較強抵抗能力，對地形地貌、氣候等環(huán)境有很強的自適應(yīng)性，以及具有高可測范圍、高實時性、高穩(wěn)定性的雷達高度表數(shù)字信號處理系統(tǒng)。本系統(tǒng)在FMCW技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用了恒定差拍頻率體制，在提取面目標差拍信號的頻

4、譜前沿之前，設(shè)計了較窄帶寬的帶通濾波器對差拍信號進行濾波處理，這樣能濾掉面目標差拍信號中的絕大部分干擾，大大增強了系統(tǒng)的抗干擾性。為了滿足系統(tǒng)對地貌、氣候和高度等環(huán)境具有自適應(yīng)性的要求，本文設(shè)計了功率控制模塊和差拍信號幅度控制模塊。系統(tǒng)可以根據(jù)接收功率和差拍信號幅度的大小，能分別控制發(fā)射功率和差拍信號幅度增益的大小，這樣能使得系統(tǒng)在反射性強的環(huán)境下發(fā)射功率較小，在反射性弱的環(huán)境下發(fā)射功率較大，從而保證了系統(tǒng)在不同的反射環(huán)境下接收功率不至于太小或太大而影響其正常工作。同時，這樣做也降低了系統(tǒng)被截獲的概率。而且，本系統(tǒng)對不同的高度采用了不同的處理方法，系統(tǒng)

5、將整個測量高度分為四個區(qū)間，對每個高度區(qū)間算法的參數(shù)進行了設(shè)計，既能保證系統(tǒng)的高高度測量范圍，也能提高系統(tǒng)的工作效率。另外，系統(tǒng)設(shè)計了比較強健的高度搜索和高度跟蹤等算法，保證了系統(tǒng)測量結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性。最后，基于對系統(tǒng)實時性以及復(fù)雜算法的考慮，本系統(tǒng)基于FPGA+DSP的架構(gòu)來設(shè)計并實現(xiàn)FIR、FFT等相關(guān)的數(shù)字信號處理，最終完成系統(tǒng)功能。關(guān)鍵詞：雷達高度表,調(diào)頻連續(xù)波,恒定差拍頻率體制,自適應(yīng)性,高度搜索與跟蹤IABSTRACTABSTRACTRadaraltimetersareindispensableairborneelectronicdev

6、icesinmanyaircraft.Theycanaccuratelymeasurethealtitudeofaircraftcarriersandtheground.Theyhavebeenwidelyusedinvariousmilitaryandcivilianequipment.FrequencyModulationContinuousWaveRadaraltimetersofconstantbeat-frequencyhasaseriesofadvantagessuchasstronganti-interference,nodistance

7、blindzone,lowtransmissionpower,lightweightandsmallvolume.Asthedemandforusersisgettinghigherandhigher,andtheapplicationsceneofradaraltimetersisbecomingmoreandmorecomplex,peoplehavealsoputforwardhigherrequirementsontheperformanceofradaraltimeters.Thepurposeofthispaperistodesignand

8、implementaradaraltimeterdigitalsignalprocessing