基于毫米波雷达对飞机进行导航(2)

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5.1 DCM模块的实现 26

5.2 AD转换控制模块 27

5.3 数字下变频 28

5.3.1 DDS正余弦波束的形成 29

5.3.2 FIR滤波器的设计 29

5.4 数字波束的形成 31

6 全文总结 33

致谢 34

参考文献 35

1 绪论

课题背景

19世纪末，HZ先生无意中发现了电磁波的存在，从此以后关于电磁波的研究不断，麦克斯韦对电磁波做了详细的研究，并且提出了麦克斯韦方程组，证明了交变的磁场可以产生电场，交变的电场可以产生磁场。随着科学的发展，电磁波的用途越来越广泛，波长不同，性能不同。用途也就不同。目前利用无线电进行导航已经成为国内外研究的一个热题。

利用无线电导航相比其他传统的导航方式有着不可比拟的优点：论文网

① 不易受外界因素的干扰；

② 导航精度高；

③ 系统体积小，质量轻，可靠性高；

④ 系统价格低廉经济，易于推广和流行。

由于这些优点，无线电导航在军事领域得到了广泛的应用，成为军队的宠儿。由于无线电导航的诸多优点，使得它为飞机的空中加油、编队飞行、飞机起降、导弹制导等方面有了很大的发展。

雷达的工作频率很宽，广义上讲，只要是是利用电磁波反射能量来探测有用目标的，都属于雷达的工作频率范围。常用的雷达工作频率范围为220Mhz~35GHz,而在现实应用中，雷达的工作频率都远远超出了下限和上限。天波超视距雷达常常用来做为预警雷达，它的是利用电磁波在电离层的反射来探测目标的，它的频率只有4MHz-5MHz,另外地波超视距雷达的工作频率更低，它的工作频率一般只有2MHz,地波超视距雷达的电波的弯曲率正好是和地表的弯曲率相差不多，沿着地表传播。在高频段，现在毫米波在各种领域越来越受到大家的关注，毫米波频率很高，所以它的直线性很好，波束很窄，因而它具有很好的测距精度和测角精度，而且对多普勒频移特别敏感。

各波段及其用途：

甚低频：海岸潜艇通信，远距离通信，超远距离通信导航。

低频：越洋通信，中距离通信，地下岩层通信，远距离通信。

中频：船用通信，业余无线电通信，移动通信，中距离导航。

高频：远距离短波通信。

超高频：小容量微波中继通信，对流层散射通信，中容量微波通信。

特高频：大容量微波中继通信

极高频：30~300GHz.

随着科学技术的日新月异，现在对飞机的导航正朝着高精度化、自主化方向发展。飞机飞行大体可以分为两个阶段：飞行阶段、起飞和降落阶段。对飞行阶段的研究已经比较成熟，许多仿真系统都获得了较好的结果，而对于飞机起飞和降落阶段的导航方法是目前研究的热点。飞机的起降一般受气候以及天气的影响比较大，如果单靠飞行员的技术水平来操控飞机的话事故率将会大大升高。而对于传统的单一无线电导航方式已经不能满足要求。现在飞机降落采用的导航方式正由以前的单一传感器导航向多传感器联合导航方向发展。目前研究比较多的方式有差分GPS导航、GPS/SINS组合导航、SINS/视觉组合导航等。随着传感器数量的增加，导航精度不断提高，鲁棒性不断增强，同时飞机自主降落的性能也得到了显著提高。