船用导航雷达数字接收机关键技术研究

发布时间：2017-09-03 03:23

  本文关键词：船用导航雷达数字接收机关键技术研究

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【摘要】：船用导航雷达是船舶航行、进出港不可缺少的工具，在船用电子设备中占有重要地位。船用导航雷达中,数字接收机是核心，对其性能指标要求越来越高，模拟接收机存在中频漂移、灵敏度、距离分辨率不足等问题，本文主要研究船用导航雷达数字接收机中的关键技术，旨在改善数字接收机的性能指标，降低中频漂移，提高接收机灵敏度，节约生产成本。 本文对船用导航雷达数字接收机的基本原理和构成进行分析。结合船用导航雷达脉冲调制的特点以及对远近距离目标的不同要求，对系统算法设计、采样率和量化位数的选取等问题进行了详细分析，完成了带通采样和数字下变频的设计，降低了模拟电路及滤波电路设计的复杂度，以较低的采样频率和数据速率实现了中频信号的数字正交解调。通过匹配滤波、FFT和旁瓣抑制模块来实现频域数字脉冲压缩的设计，抑制距离旁瓣产生的虚假信号，防止信号丢失，提高了对邻近大小目标的分辨能力；有效地解决了雷达作用距离与距离分辨率之间的矛盾，保证了雷达在一定作用距离下提高距离分辨率。 系统模块仿真结果表明，船用导航雷达数字接收机的性能指标均满足设计要求，，达到了接收高质量的雷达回波图像的目的。
【关键词】：数字接收机 灵敏度 采样定理 数字下变频 脉冲压缩 距离分辨率
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U665.22
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-4
• 目录4-6
• 1 绪论6-11
• 1.1 引言6
• 1.2 研究背景与意义6-8
• 1.3 国内外发展现状8-10
• 1.4 论文内容及工作安排10-11
• 2 雷达数字接收机的原理及相关技术11-26
• 2.1 雷达数字接收机的总体概况11-12
• 2.2 采样定理12-14
• 2.2.1 Nyquist 采样12-13
• 2.2.2 带通采样13-14
• 2.3 数字下变频14-20
• 2.3.1 数字正交变换原理15-16
• 2.3.2 数字混频器的设计16-17
• 2.3.3 数字抽取器的设计17-18
• 2.3.4 数字滤波器的设计18-20
• 2.4 脉冲压缩20-25
• 2.4.1 线性调频脉冲信号的时域数字压缩和频域数字压缩20-22
• 2.4.2 脉冲压缩匹配滤波器及脉冲压缩性能22-23
• 2.4.3 距离旁瓣的抑制方法23-25
• 2.5 本章小结25-26
• 3 船用导航雷达数字接收机的系统分析26-31
• 3.1 船用导航雷达数字接收机的特点26
• 3.2 船用导航雷达数字接收机对远近距离的设计要求26-28
• 3.3 系统的性能参数28
• 3.4 船用导航雷达数字接收机的系统结构及工作过程28-29
• 3.5 本章小结29-31
• 4 船用导航雷达数字接收机各模块的优化设计31-42
• 4.1 采样率的选取31-32
• 4.2 A/D 量化位数选择及带通采样对信噪比的影响32-34
• 4.3 数字正交解调设计方案的选取34-38
• 4.4 频域数字脉冲压缩对距离分辨率的影响38-41
• 4.5 本章小结41-42
• 5 船用导航雷达数字接收机系统的 FPGA 实现42-61
• 5.1 船用导航雷达数字接收机总体设计框图42
• 5.2 中频采样模块的设计及实现42-46
• 5.2.1 信号调理模块43
• 5.2.2 时钟模块43-44
• 5.2.3 A/D 采样模块44-45
• 5.2.4 A/D 采样的仿真结果45-46
• 5.3 数字下变频在 FPGA 中的设计及实现46-52
• 5.3.1 NCO 和混频模块46-49
• 5.3.2 数字滤波器模块49-50
• 5.3.3 DDC 模块的仿真结果50-52
• 5.4 脉冲压缩在 FPGA 中的设计与实现52-58
• 5.4.1 匹配滤波器的产生52-54
• 5.4.2 FFT 模块设计54-55
• 5.4.3 旁瓣抑制的实现55-56
• 5.4.4 脉冲压缩的仿真结果56-58
• 5.5 系统的仿真结果及分析58-60
• 5.6 本章小结60-61
• 6 总结与展望61-62
• 6.1 总结61
• 6.2 展望61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-65
• 附录65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 齐国清,索继东,张润泽;船舶导航雷达新技术及发展预测[J];大连海事大学学报;1998年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 石雄;直接数字频率合成技术的研究与应用[D];华中科技大学;2007年

本文编号：782571