脈沖相干激光測風(fēng)雷達寬帶中頻信號數(shù)字處理算法.pdf

1、脈沖體制相干激光測風(fēng)雷達,采用載有多普勒頻率的大氣回波信號與本振參考信號相干接收的處理方式,對多普勒頻率進行提取并應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)進行頻譜分析,得到接近真實值的風(fēng)場信息。
　　本課題的主要研究內(nèi)容是寬帶(40MHz)雷達回波信號的處理,針對數(shù)字中頻技術(shù),提出兩種寬帶中頻回波信號的處理方案,并進行Matlab環(huán)境下的數(shù)值仿真。由于大氣回波信號信噪比很低,待處理信號是微弱信號,因此,本文在Matlab環(huán)境下模擬信噪比極低的微弱信號

2、并進行多普勒頻率信息的提取。
　　首先,介紹脈沖相干激光測風(fēng)雷達的工作原理和信號處理的基本理論。這里主要介紹大氣對脈沖信號的衰減作用,數(shù)字信號處理模塊中回波信號模數(shù)轉(zhuǎn)換的采樣原理,中頻接收理論,以及數(shù)字下變頻原理。
　　其次,根據(jù)本課題的中頻頻率f0=105MHz,信號帶寬B=40MHz等具體參數(shù),應(yīng)用帶通采樣原理和數(shù)字控制振蕩器的方便性設(shè)計采樣率。并在數(shù)字信號處理的理論基礎(chǔ)上,設(shè)計低通濾波器,針對寬帶回波信號數(shù)字下變頻設(shè)計

3、兩套方案,即數(shù)字混頻法和多相濾波法。
　　然后,大氣回波信號的信噪比在-40dB～-20dB之間,這樣的微弱信號信噪比極低,在Matlab環(huán)境下模擬大氣回波信號,說明信噪比對頻譜分析的影響。分析不同脈沖重復(fù)周期的隨機相位問題,去除該隨機相位,研究信號提取的方法,即相干積累的方法提高信噪比。
　　最后,針對本課題提出的兩種寬帶回波信號處理算法,分別進行Matlab環(huán)境下的軟件仿真實驗。考慮信噪比和隨機相位等問題的綜合因素,編寫