连续波相控阵雷达信号处理FPGA实现研究
发布时间：2021-02-01 23:49
线性调频信号具有一定的时宽以及频宽,在目标距离和速度的测量方面具有广泛的研究;连续波信号可以提供强大的发射功率,距离模糊小,被广泛用于远距离目标的检测;故将线性调频连续波信号作为常用的载波信号,可以实现远距离目标的速度以及距离的测量。采样脉冲体系下对目标速度、距离、角度测量的方法,本课题完成了从发射端的数字上变频及波束形成到接收端的数字下变频及整个信号处理的全过程。最终实现空域中多目标的速度、距离、角度的测量,达到有源预警的效果。本文主要讨论了信号处理中的接收发射端的相关处理方法。包括发射端数字上变频（Digital Up Converter,DUC）、插值滤波（高效的梳状积分滤波结构以及半带滤波和一般的FIR滤波器）、发射波束形成;以及接收端的数字下变频（Digital Down Converters,DDC）、抽取滤波、直达波对消、匹配滤波、和差比幅测角、动目标检测（Moving Target Detection,MTD）以及衡虚警检测（Constant False-Alarm Rate,CFAR）。结合ISE（Integrated Software Environment）、MO...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
波束形成的仿真结果
图 3-24 MTD 仿真结果真结果可以看出，经过 MTD 后的由于信号进行了周期间了进一步加强。其中距离信息和速度信息的误差都很小，求。角单元，这里采用和差波束测角的方法。根据和差波束测号进行和波束和差波束的形成，考虑到没有进行匹配滤波严重，而无法测角，测角放在了 MTD 以后进行。选择其中及对应位置处差波束的点来进行和差波束测角。测角的结束形成ROM匹配滤束形成波MTD 差波束/和波束-求模寻最小值位置
(a) (b)图 3-26 有、无目标情况下 MTD 的仿真结果。(a)有目标时和波束 MTD 后的效果；(b)无目标时和波束 MTD 后的效果CFAR（恒虚警检测）即基于上图所示的情况下，根据目标的明显峰值特点，通过添加保护单元以隔离目标的主瓣延伸，然后通过峰值功率与周围信号平均之间的差距，添加特定的门限来判别目标的真实性。其实现结构如图 2-13 所示。而本次设计的 CFAR 由于位于 MTD 以后，即我们每次只需要对特定的几个点做 CFAR 即可，而不需要每一点进行逐点 CFAR，这样大大减少了硬件的资源以及设计的难度。其中对于二维的 MTD 结果，我们也可以只做距离维或者速度维的CFAR，但无论哪一种 CFAR 都必须先排除直达波的干扰才能进行。3.4 本章小结本章介绍了整个设计各个模块的实现结构，并通过算法仿真工具仿真验证了每个结构的正确性。本章主要是为后面的实现过程打好基础，通过仿真来确保后
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的并行数字信号处理技术研究[J]. 汪甜,章毅,吴志光. 淮海工学院学报(自然科学版). 2018(04)
[2]基于有源相控阵技术的雷达数据通信研究[J]. 张建立,王明娟. 信息技术与信息化. 2018(11)
[3]有源相控阵天线近场测试方法研究[J]. 方鑫. 舰船电子对抗. 2018(05)
[4]一种提高MTI/MTD雷达检测概率的方法[J]. 任腊梅,刘逸群,成沙辉. 火控雷达技术. 2018(03)
[5]全向高增益天线阵技术的研究进展[J]. 余阳,朱永忠,何伟. 电讯技术. 2018(11)
[6]线性调频脉冲压缩雷达干扰技术研究[J]. 丁锁辉,杨爱平. 舰船电子对抗. 2018(04)
[7]一种调频连续波雷达隔离度改善方法[J]. 王琦,徐夏夏. 舰船电子对抗. 2018(04)
[8]基于分布式算法的FIR滤波器设计及FPGA实现[J]. 靳鹏. 现代导航. 2018(03)
[9]相控阵雷达技术在防空系统中的应用分析[J]. 杨志滔,刘沛鑫. 中国新通信. 2018(07)
[10]雷达信号数字脉冲压缩技术分析及MATLAB仿真[J]. 李红霞. 信息化研究. 2018(01)
硕士论文
[1]基于软件无线电的数字中频收发机设计[D]. 马笑尘.南京邮电大学 2018
[2]基于FPGA的目标检测算法加速与实现[D]. 吴晋.北京交通大学 2018
[3]基于FPGA的多功能阵列雷达信号处理[D]. 陈亮.西安电子科技大学 2018
[4]基于多通道的LFMCW雷达信号处理与实现研究[D]. 刘志云.电子科技大学 2018
[5]多相滤波技术研究及在多信道接收机中的应用[D]. 李婉婉.北京邮电大学 2018
[6]数字单脉冲测角的算法研究与电路实现[D]. 刘宏伟.西安电子科技大学 2017
[7]基于空域的GPS抗干扰方法研究[D]. 秦瑞.中国民航大学 2017
[8]基于FPGA的高速串行数据采集及恢复技术研究[D]. 王建东.电子科技大学 2017
[9]基于波束形成的通信抗干扰算法与FPGA实现[D]. 黄长富.电子科技大学 2016
本文编号：3013653
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
波束形成的仿真结果
图 3-24 MTD 仿真结果真结果可以看出，经过 MTD 后的由于信号进行了周期间了进一步加强。其中距离信息和速度信息的误差都很小，求。角单元，这里采用和差波束测角的方法。根据和差波束测号进行和波束和差波束的形成，考虑到没有进行匹配滤波严重，而无法测角，测角放在了 MTD 以后进行。选择其中及对应位置处差波束的点来进行和差波束测角。测角的结束形成ROM匹配滤束形成波MTD 差波束/和波束-求模寻最小值位置
(a) (b)图 3-26 有、无目标情况下 MTD 的仿真结果。(a)有目标时和波束 MTD 后的效果；(b)无目标时和波束 MTD 后的效果CFAR（恒虚警检测）即基于上图所示的情况下，根据目标的明显峰值特点，通过添加保护单元以隔离目标的主瓣延伸，然后通过峰值功率与周围信号平均之间的差距，添加特定的门限来判别目标的真实性。其实现结构如图 2-13 所示。而本次设计的 CFAR 由于位于 MTD 以后，即我们每次只需要对特定的几个点做 CFAR 即可，而不需要每一点进行逐点 CFAR，这样大大减少了硬件的资源以及设计的难度。其中对于二维的 MTD 结果，我们也可以只做距离维或者速度维的CFAR，但无论哪一种 CFAR 都必须先排除直达波的干扰才能进行。3.4 本章小结本章介绍了整个设计各个模块的实现结构，并通过算法仿真工具仿真验证了每个结构的正确性。本章主要是为后面的实现过程打好基础，通过仿真来确保后
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的并行数字信号处理技术研究[J]. 汪甜,章毅,吴志光. 淮海工学院学报(自然科学版). 2018(04)
[2]基于有源相控阵技术的雷达数据通信研究[J]. 张建立,王明娟. 信息技术与信息化. 2018(11)
[3]有源相控阵天线近场测试方法研究[J]. 方鑫. 舰船电子对抗. 2018(05)
[4]一种提高MTI/MTD雷达检测概率的方法[J]. 任腊梅,刘逸群,成沙辉. 火控雷达技术. 2018(03)
[5]全向高增益天线阵技术的研究进展[J]. 余阳,朱永忠,何伟. 电讯技术. 2018(11)
[6]线性调频脉冲压缩雷达干扰技术研究[J]. 丁锁辉,杨爱平. 舰船电子对抗. 2018(04)
[7]一种调频连续波雷达隔离度改善方法[J]. 王琦,徐夏夏. 舰船电子对抗. 2018(04)
[8]基于分布式算法的FIR滤波器设计及FPGA实现[J]. 靳鹏. 现代导航. 2018(03)
[9]相控阵雷达技术在防空系统中的应用分析[J]. 杨志滔,刘沛鑫. 中国新通信. 2018(07)
[10]雷达信号数字脉冲压缩技术分析及MATLAB仿真[J]. 李红霞. 信息化研究. 2018(01)
硕士论文
[1]基于软件无线电的数字中频收发机设计[D]. 马笑尘.南京邮电大学 2018
[2]基于FPGA的目标检测算法加速与实现[D]. 吴晋.北京交通大学 2018
[3]基于FPGA的多功能阵列雷达信号处理[D]. 陈亮.西安电子科技大学 2018
[4]基于多通道的LFMCW雷达信号处理与实现研究[D]. 刘志云.电子科技大学 2018
[5]多相滤波技术研究及在多信道接收机中的应用[D]. 李婉婉.北京邮电大学 2018
[6]数字单脉冲测角的算法研究与电路实现[D]. 刘宏伟.西安电子科技大学 2017
[7]基于空域的GPS抗干扰方法研究[D]. 秦瑞.中国民航大学 2017
[8]基于FPGA的高速串行数据采集及恢复技术研究[D]. 王建东.电子科技大学 2017
[9]基于波束形成的通信抗干扰算法与FPGA实现[D]. 黄长富.电子科技大学 2016
本文编号：3013653
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