线性调频连续波雷达信号处理算法设计与实现

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毕业论文

1绪论1

1.1线性调频连续波雷达概述.1

1.2研究现状与发展动态.1

1.3主要工作.2

2锯齿波线性调频连续波雷达信号处理技术3

2.1工作原理.3

2.2信号分析.3

2.3雷达信号处理算法.5

2.4Matlab仿真.8

3硬件实现..12

3.1AlteraFPGA简介.12

3.2信号处理框架结构...12

3.3测量模块...13

3.4存储模块...19

3.5处理模块...24

4系统集成与分析..27

4.1系统集成及仿真结果...27

4.2结果分析...30

4.3小结...30

结论32

致谢33

参考文献..34

1 绪论 1.1 线性调频连续波雷达概述连续波雷达(Continuous Wave Radar, CW Radar)相对于脉冲雷达来说，最大的特点即是采用连续波作为发射信号。这一特点使得其具有更好的速度分辨率，然而其缺点在于发射机要和接收机同时工作。一般我们把连续波雷达分为两种：其一是未调制连续波雷达，这种雷达不能测得目标距离，一般不用于实践；其二是已调制连续波雷达，这种雷达可以测得目标的距离和速度信息。在实际应用场合中，使用线性调频波作为发射信号的情况最为常见[1]。线性调频连续波（Linear Frequency Modulation Continuous Wave, LFM-CW）雷达由于其独有的特征与优势而受到广泛的重视，其特点主要在于：首先，雷达的距离分辨力由其带宽所决定， LFM-CW波形具有大的时宽带宽积，因此具有极高的距离分辨率与测距精度。其次，LFM-CW雷达的发射信号时宽远大于目标回波延时，因此其距离盲区接近于零。再次，在噪声功率一样的情况下，雷达信号的能量越高，其分辨率越大。由于LFM-CW的时宽较大，因此在保持较高能量的同时，其峰值发射功率较小，不容易被敌方截获。最后，LFM-CW雷达不需要大的发射功率，其工作电压小，构造较为简单，且抗干扰能力强。由于其具有上述各种良好性能，因此线性调频连续波雷达特别适用于目标成像、目标特性研究等特殊领域，比如民航监视雷达等；源`自*751~文·论^文`网[www.751com.cn以及交通检测、军事导航等要求距离盲区小、工况相对恶劣的领域，比如汽车防撞雷达、海军战术导航雷达等。另一方面，LFM-CW 雷达的缺点主要集中在收发隔离以及距离-多普勒耦合的问题上面。由于连续波雷达固有属性，发射机和接收机必须同时工作，因此收发隔离的问题尤为重要且难以避免，尤其是在采用单天线结构时。距离-多普勒耦合的问题则对接收机的精度提出了较高的要求，尤其是在需要较高分辨率的情况下。