LFM信號線性度測量的算法研究及分析.pdf

1、哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文摘要線性調頻(LFM)信號是現代雷達系統(tǒng)廣泛采用的一種信號類型，在實際應用中，該信號主要表現為兩種形式:脈沖壓縮線性調頻(Chirp)信號和線性調頻連續(xù)波(LFMCW)，分別應用于脈沖雷達和連續(xù)波雷達這兩種雷達體制。在一個掃頻周期內，理想LFM信號的瞬時頻率是嚴格線性的，這也是“線性調頻”名稱的由來。但是，由于信號源本身固有的掃頻非線性偏移或者外界因素的影響，實際發(fā)射的LFM信號都存在非線性的掃頻成分，非線

2、性掃頻用“線性度”這一術語來表征。本文以LFM信號的線性度為基礎，在脈沖雷達和連續(xù)波雷達兩種體制下，分析了線性度對線性調頻雷達性能的影響，重點研究了兩類不同情況下線性度的測量算法，最后對測量結果進行了詳細的誤差分析。論文主要分為三部分:第一部分介紹了線性度對線性調頻雷達性能的影響:對Chirp信號脈沖壓縮性能的影響以及對線性調頻連續(xù)波雷達測距分辨力的影響，并分別給出了雷達系統(tǒng)對LFM線性度的要求。，第二部分研究了線性度的測量算法。本文對

3、所采用的以小波變換為核心的算法做了理論分析，同時通過仿真和實測數據驗證了算法的正確性。第三部分對本文提出的算法的測量不確定度進行了的分析。本文采用的線性度測量算法已經在LabWindowsCVI軟件平臺上實現，并成功地應用于北京無線電計量測試研究所某國防項目中，收效良好。關鍵詞線性調頻(LFM)線性度:小波變換相位建模哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文第1章緒論1.1課題背景“LFM信號線性度測量的算法研究及分析”課題來源于航天二院203所

4、的國防預研項目，項目的全稱為“寬帶脈沖壓縮、脈沖截斷及連續(xù)LFM信號線性度測量裝置研究”。此項目的軟件數據處理及分析部分構成了本課題的主要內容。線性調頻雷達系統(tǒng)發(fā)射信號特征的精密測量是線性調頻雷達的關鍵技術問題，對于衡量雷達信號質量及改進發(fā)射信號線性度具有重要意義，其中對測距精度和距離分辨力有重要影響的掃頻線性度更是倍受關注。目前國內外雖然有一些線性度的測試設備，在一定范圍內能夠很好的工作，但它們的應用范圍一般比較窄，測量精度也不太高，

5、這在一定程度上限制了線性度校正的精度，不能滿足現代雷達對測試設備的更高要求。本課題所要研究的線性度測量，不是針對某種型號的線性調頻雷達，而是基于通用性和適應性較強的雷達信號采集系統(tǒng)之上，在信號測量范圍上有較大的拓展，在測量精度上有較大的提高。另外，本測量系統(tǒng)能夠擬合出瞬時掃頻非線性曲線，為后續(xù)線性度校正等數據處理提供了充分的前提條件.為促進線性度測量系統(tǒng)的發(fā)展，有必要在線性度測量算法上做更深入的研究，并且結合硬件設備及數據處理編制完成一

6、套測量軟件，本課題正是在此背景意義下展開的.1.2國內外發(fā)展狀況傳統(tǒng)的線性調頻特性的測量方法是采用微波或毫米波設備依靠人工或自動直接逐點測試輸出的頻率，最后根據測試數據計算其調頻線性度。傳統(tǒng)的測量方法的缺點一是需要昂貴的微波、毫米波測試設備，二是非實時工作，不能在一個掃頻頻周期內完成線性度的測試，不能滿足任務要求。隨著現代科學技術的進步，調頻源線性度動態(tài)測試方法和技術也得到一定的發(fā)展，研制出了一些線性度動態(tài)測試設備和儀器，如航天二院20