基于滑窗積累平均的多譜勒定高儀設(shè)計(jì).pdf

1、線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)（Linear Frequency Modulated Continuous Wave）是一種通過對(duì)連續(xù)波調(diào)制來獲取距離信息的雷達(dá)系統(tǒng)。它根據(jù)電磁波在空間傳播延遲時(shí)間的原理，來確定地球表面上空飛行器的高度。相對(duì)于脈沖雷達(dá)來說，線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(yīng)用的特點(diǎn)，在軍事和民用方面得到了較快的發(fā)展。 FMCW雷達(dá)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(dá)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(duì)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(shí)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(dá)發(fā)射的為大時(shí)寬帶寬乘積信號(hào)，所以很難被探測(cè)和被干擾。同時(shí)極寬的信號(hào)帶寬也帶來了FMCW雷達(dá)另一個(gè)非常重要的特色，即很高的距離分辨率和距離測(cè)量精度。 隨著固態(tài)微波毫米器件和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展，線性調(diào)頻連續(xù)波雷

3、達(dá)的發(fā)展的顯著特點(diǎn)是將調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)與毫米波技術(shù)相結(jié)合，并采用毫米波集成技術(shù)，使毫米波線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的成本和體積大幅度下降而可靠性提高。出于實(shí)際應(yīng)用的迫切要求，出現(xiàn)了用于各種領(lǐng)域的線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)系統(tǒng)，并以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)在雷達(dá)精度高度表、導(dǎo)彈精密制導(dǎo)、引信、雷達(dá)截面積測(cè)量和目標(biāo)特性研究、工業(yè)控制、環(huán)境遙感、機(jī)載導(dǎo)航設(shè)備、交通管制和氣象觀測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。 文章首先介紹了國(guó)內(nèi)外連續(xù)波及線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)

4、的發(fā)展概況及工作原理，尤其側(cè)重介紹了線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)定高的工作原理。同時(shí)分析了整機(jī)設(shè)計(jì)方案，其次，討論了接受機(jī)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，以及接受機(jī)數(shù)字信號(hào)處理器的設(shè)計(jì)，給出了一整套實(shí)際的設(shè)計(jì)方案，提出了基于滑窗積累平均的數(shù)字信號(hào)處理算法。最后，對(duì)接收機(jī)的各個(gè)模塊的指標(biāo)、功能結(jié)構(gòu)和程序進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。 通過對(duì)整機(jī)電路系統(tǒng)及接受機(jī)部分的研究，對(duì)接受機(jī)各個(gè)模塊的具體設(shè)計(jì)，例如噪聲處理、恒虛警處理、發(fā)射信號(hào)的調(diào)制周期、發(fā)射信號(hào)的周期等進(jìn)行了深入的

5、分析，對(duì)線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)定高儀硬件電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。通過對(duì)整個(gè)硬件電路的調(diào)試，整個(gè)接收機(jī)電路還需要在壓控振蕩器線性度、低噪聲放大器和信號(hào)處理上做進(jìn)一步的改善。 另外，在無線通信領(lǐng)域，為了保障信號(hào)檢測(cè)的準(zhǔn)確性和恒虛警率，除了對(duì)接收機(jī)電路進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)之外，還要對(duì)所采集到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，因此在此定高系統(tǒng)中，一個(gè)能保持信號(hào)的恒虛警率和檢測(cè)準(zhǔn)確性的信號(hào)處理電路是必不可少的，為了達(dá)到系統(tǒng)要求的檢測(cè)和虛警率，我們采用了數(shù)字信號(hào)處理