基于滑窗積累平均的多譜勒定高儀設計.pdf

1、線性調頻連續(xù)波雷達（Linear Frequency Modulated Continuous Wave）是一種通過對連續(xù)波調制來獲取距離信息的雷達系統(tǒng)。它根據電磁波在空間傳播延遲時間的原理，來確定地球表面上空飛行器的高度。相對于脈沖雷達來說，線性調頻連續(xù)波雷達具有結構簡單、體積小、重量輕、成本低、分辨力極高、不存在距離盲區(qū)和特別適用于近距離應用的特點，在軍事和民用方面得到了較快的發(fā)展。 FMCW雷達發(fā)射的是連續(xù)波，所以發(fā)射（

2、平均）功率可以比脈沖雷達的（峰值）功率小很多。發(fā)射功率的降低帶來許多好處。首先，電源電壓大大降低，這對于系統(tǒng)的安全性非常重要。其次，發(fā)射系統(tǒng)便于用固態(tài)器件實現(xiàn)，從而使得發(fā)射系統(tǒng)尺寸大大減小，可靠性提高。由于FMCW雷達發(fā)射的為大時寬帶寬乘積信號，所以很難被探測和被干擾。同時極寬的信號帶寬也帶來了FMCW雷達另一個非常重要的特色，即很高的距離分辨率和距離測量精度。 隨著固態(tài)微波毫米器件和數字信號處理技術的長足發(fā)展，線性調頻連續(xù)波雷

3、達的發(fā)展的顯著特點是將調頻連續(xù)波雷達的獨特優(yōu)點與毫米波技術相結合，并采用毫米波集成技術，使毫米波線性調頻連續(xù)波雷達的成本和體積大幅度下降而可靠性提高。出于實際應用的迫切要求，出現(xiàn)了用于各種領域的線性調頻連續(xù)波雷達系統(tǒng)，并以其獨特的優(yōu)點在雷達精度高度表、導彈精密制導、引信、雷達截面積測量和目標特性研究、工業(yè)控制、環(huán)境遙感、機載導航設備、交通管制和氣象觀測等領域發(fā)揮著越來越重要的作用。 文章首先介紹了國內外連續(xù)波及線性調頻連續(xù)波雷達

4、的發(fā)展概況及工作原理，尤其側重介紹了線性調頻連續(xù)波雷達定高的工作原理。同時分析了整機設計方案，其次，討論了接受機的詳細設計，以及接受機數字信號處理器的設計，給出了一整套實際的設計方案，提出了基于滑窗積累平均的數字信號處理算法。最后，對接收機的各個模塊的指標、功能結構和程序進行了詳細的設計。 通過對整機電路系統(tǒng)及接受機部分的研究，對接受機各個模塊的具體設計，例如噪聲處理、恒虛警處理、發(fā)射信號的調制周期、發(fā)射信號的周期等進行了深入的

5、分析，對線性調頻連續(xù)波雷達定高儀硬件電路進行了設計。通過對整個硬件電路的調試，整個接收機電路還需要在壓控振蕩器線性度、低噪聲放大器和信號處理上做進一步的改善。 另外，在無線通信領域，為了保障信號檢測的準確性和恒虛警率，除了對接收機電路進行恰當的設計之外，還要對所采集到的信號進行數據處理和分析，因此在此定高系統(tǒng)中，一個能保持信號的恒虛警率和檢測準確性的信號處理電路是必不可少的，為了達到系統(tǒng)要求的檢測和虛警率，我們采用了數字信號處理