基于脈沖壓縮技術的船用導航雷達數字信號處理設計.pdf

1、隨著航運業(yè)的發(fā)展，船用導航雷達作為船舶避障、通航、導向的重要設備，其在基本原理和工程應用方面的研究受到越來越多的重視。船用導航雷達正從傳統(tǒng)的磁控管模式雷達逐漸向新式的固態(tài)脈沖壓縮和連續(xù)波雷達過渡，以實現延長壽命、提高距離分辨力、降低對人體的傷害等目的。但固態(tài)雷達從射頻前端設計到中頻信號處理的技術相對來說更加復雜，一次性投入成本更高，這直接影響了固態(tài)雷達在民用船用導航領域的應用。
　　本文在脈沖壓縮技術基礎之上，對船用導航雷達的數字

2、信號處理模塊提出了新的設計思路，即采用單塊 FPGA芯片實現三種類型的線性調頻脈沖信號的壓縮以滿足不同的量程和不同的距離分辨力需求，力求獲得低的設計成本、較好的通用性以及完備的功能，推動固態(tài)體制雷達技術在船用導航雷達領域的應用。
　　該方案完成脈沖壓縮的三種線性調頻信號時帶積均為30，時寬分別為1μs、3?s和6μs，在120MHz的采樣率下經數字下變頻抽取到60點的兩路基帶信號。采用一級CIC濾波器、一級半帶濾波器和一級FIR抽

3、取波器的方案，抽取倍數較小時跳過中間級。在匹配濾波器的設計中濾波系數經過漢明窗加權抑制旁瓣，并針對大距離門數的特點采用優(yōu)化的時域結構。脈壓預處理后再經過脈沖累計算法模塊增大信噪比，同時，恒虛警算法模塊提高目標檢測的準確性。各模塊采用流水的方式由專門的控制模塊統(tǒng)一調度。
　　本文還設計了中頻信號處理板卡，包括 FPGA的最小系統(tǒng)及其外圍芯片的電路。其中，高速 AD芯片可滿足200MHz帶寬以內的信號采集，網口芯片可實現100Mbps