MIMO引信基带信号及电路研究
发布时间：2023-01-15 19:28
多输入多输出（MIMO）引信是一种基于MIMO理论的新型引信,是传统的无线电引信与MIMO理论相结合的产物。传统的无线电引信的发射信号在空间形成的是高增益的窄波束,而MIMO引信各个发射阵元发射的是相互正交的发射波形,从而在空间形成低增益的宽波束。这种新体制引信在性能上得到了很多的提高,可以准确对目标角度进行探测,可以提高引信的抗干扰能力,可以提高引信的速度分辨力等。本文主要研究了 MIMO引信的正交发射信号波形设计,目标测角、测速和测距的算法以及信号处理电路的硬件实现,发表相关论文2篇,申请国防发明专利一项。研究和分析了 MIMO引信的基本原理,通过遗传算法设计了正交相位编码信号,分析了编码长度和多普勒频率对正交相位编码信号正交性能的影响,证明了其作为MIMO引信的发射信号波形完全符合条件。研究了 MIMO引信信号处理基本原理,设计了基于硬件实现的目标角度、距离、速度探测算法。在对目标角度进行探测时,提出了通过酉变换、QR分解等方法改进的MUSIC算法,并完成该改进算法在硬件电路上的实现。结合MIMO引信分集复用的特点,提出了多路综合动目标检测和恒虚警检测的方法来得到目标的距离、速度...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 MIMO引信的发展现状
1.2.1 国内外MIMO引信和MIMO雷达的发展趋势
1.2.2 MIMO引信的优势
1.3 本文的主要内容及结构
2 MIMO引信发射波形设计
2.1 MIMO引信
2.1.1 MIMO引信电路结构
2.1.2 MIMO引信信号模型
2.2 MIMO引信发射波形设计与产生
2.2.1 MIMO引信对发射波形的要求
2.2.2 MIMO引信发射波形的波形设计
2.2.3 MIMO引信发射波形的产生及性能分析
2.3 本章小结
3 MIMO引信信息获取算法研究
3.1 MIMO引信信号处理总体方案
3.2 MIMO引信目标角度估计
3.2.1 MIMO引信角度估计信号模型
3.2.2 MUSIC算法
3.2.3 针对硬件实现的改进MUSIC算法
3.2.4 仿真实验
3.3 MIMO引信目标速度距离估计
3.3.1 回波信号匹配滤波
3.3.2 动目标显示和动目标检测
3.3.3 仿真实验
3.4 MIMO引信检测判决模块
3.4.1 检测判决模块原理
3.4.2 恒虚警模块仿真
3.5 本章小结
4 MIMO引信信号处理电路设计
4.1 MIMO引信信号处理电路总体设计方案
4.2 芯片选型与功耗分析
4.2.1 FPGA芯片的选型及功耗分析
4.2.2 AD芯片的选型及功耗分析
4.2.3 其他外围配置芯片的选型
4.3 电路设计
4.3.1 电源系统设计
4.3.2 信号输入电路
4.3.3 编码信号产生电路
4.3.4 FPGA外围配置电路
4.3.5 PCB设计
4.4 FPGA软件设计
4.4.1 FPGA软件设计整体方案
4.4.2 时钟复位模块
4.4.3 AD模数转换模块和编码信号产生模块
4.4.4 匹配系数产生模块和匹配滤波模块
4.4.5 动目标检测模块
4.4.6 多路综合和恒虚警检测模块
4.5 本章小结
5 MIMO引信信号处理电路调试
5.1 电源系统调试
5.2 信号产生及输入模块调试
5.2.1 时钟信号和复位信号
5.2.2 信号产生模块
5.2.3 信号输入模块
5.3 FPGA模块调试
5.3.1 匹配系数产生和匹配滤波模块调试
5.3.2 动目标检测模块调试
5.3.3 综合及检测判决模块调试
5.4 本章小结
6 结束语
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]频域匹配滤波算法在无线电引信信号处理中的应用[J]. 张东良,刘芒龙,张珂. 四川兵工学报. 2015(09)
[2]OFDM-MIMO雷达运动目标回波相参积累方法[J]. 刘京然,王星,王党卫. 现代雷达. 2014(12)
[3]MIMO雷达正交频分非线性调频波形设计[J]. 赵伟,赵永波,李慧,刘峥. 电子学报. 2014(11)
[4]一种新的MIMO雷达动目标检测方法[J]. 李国强. 科技资讯. 2014(10)
[5]一种新的OFDM相位编码频率步进雷达信号及其特性[J]. 霍凯,姜卫东,黎湘,毛钧杰. 电子与信息学报. 2011(03)
博士论文
[1]MIMO雷达信号处理技术及实现的研究[D]. 庞娜.北京理工大学 2015
[2]MIMO雷达信号处理：目标检测与角度估计[D]. 王鞠庭.南京理工大学 2010
[3]相位编码MIMO雷达信号处理技术研究[D]. 陈金立.南京理工大学 2010
[4]MIMO雷达模型与信号处理研究[D]. 夏威.电子科技大学 2008
[5]MIMO雷达正交波形设计及信号处理研究[D]. 刘波.电子科技大学 2008
硕士论文
[1]基于相位编码的MIMO雷达的信号处理研究[D]. 刘铭.南京理工大学 2014
[2]MIMO雷达波形设计及参数估计研究[D]. 刘嵩.南京理工大学 2013
[3]正交波形MIMO雷达信号处理及其工程实现[D]. 叶超.西安电子科技大学 2013
[4]正交波形MIMO雷达中信号处理与仿真实验研究[D]. 成芳.电子科技大学 2008
本文编号：3731400
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 MIMO引信的发展现状
1.2.1 国内外MIMO引信和MIMO雷达的发展趋势
1.2.2 MIMO引信的优势
1.3 本文的主要内容及结构
2 MIMO引信发射波形设计
2.1 MIMO引信
2.1.1 MIMO引信电路结构
2.1.2 MIMO引信信号模型
2.2 MIMO引信发射波形设计与产生
2.2.1 MIMO引信对发射波形的要求
2.2.2 MIMO引信发射波形的波形设计
2.2.3 MIMO引信发射波形的产生及性能分析
2.3 本章小结
3 MIMO引信信息获取算法研究
3.1 MIMO引信信号处理总体方案
3.2 MIMO引信目标角度估计
3.2.1 MIMO引信角度估计信号模型
3.2.2 MUSIC算法
3.2.3 针对硬件实现的改进MUSIC算法
3.2.4 仿真实验
3.3 MIMO引信目标速度距离估计
3.3.1 回波信号匹配滤波
3.3.2 动目标显示和动目标检测
3.3.3 仿真实验
3.4 MIMO引信检测判决模块
3.4.1 检测判决模块原理
3.4.2 恒虚警模块仿真
3.5 本章小结
4 MIMO引信信号处理电路设计
4.1 MIMO引信信号处理电路总体设计方案
4.2 芯片选型与功耗分析
4.2.1 FPGA芯片的选型及功耗分析
4.2.2 AD芯片的选型及功耗分析
4.2.3 其他外围配置芯片的选型
4.3 电路设计
4.3.1 电源系统设计
4.3.2 信号输入电路
4.3.3 编码信号产生电路
4.3.4 FPGA外围配置电路
4.3.5 PCB设计
4.4 FPGA软件设计
4.4.1 FPGA软件设计整体方案
4.4.2 时钟复位模块
4.4.3 AD模数转换模块和编码信号产生模块
4.4.4 匹配系数产生模块和匹配滤波模块
4.4.5 动目标检测模块
4.4.6 多路综合和恒虚警检测模块
4.5 本章小结
5 MIMO引信信号处理电路调试
5.1 电源系统调试
5.2 信号产生及输入模块调试
5.2.1 时钟信号和复位信号
5.2.2 信号产生模块
5.2.3 信号输入模块
5.3 FPGA模块调试
5.3.1 匹配系数产生和匹配滤波模块调试
5.3.2 动目标检测模块调试
5.3.3 综合及检测判决模块调试
5.4 本章小结
6 结束语
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]频域匹配滤波算法在无线电引信信号处理中的应用[J]. 张东良,刘芒龙,张珂. 四川兵工学报. 2015(09)
[2]OFDM-MIMO雷达运动目标回波相参积累方法[J]. 刘京然,王星,王党卫. 现代雷达. 2014(12)
[3]MIMO雷达正交频分非线性调频波形设计[J]. 赵伟,赵永波,李慧,刘峥. 电子学报. 2014(11)
[4]一种新的MIMO雷达动目标检测方法[J]. 李国强. 科技资讯. 2014(10)
[5]一种新的OFDM相位编码频率步进雷达信号及其特性[J]. 霍凯,姜卫东,黎湘,毛钧杰. 电子与信息学报. 2011(03)
博士论文
[1]MIMO雷达信号处理技术及实现的研究[D]. 庞娜.北京理工大学 2015
[2]MIMO雷达信号处理：目标检测与角度估计[D]. 王鞠庭.南京理工大学 2010
[3]相位编码MIMO雷达信号处理技术研究[D]. 陈金立.南京理工大学 2010
[4]MIMO雷达模型与信号处理研究[D]. 夏威.电子科技大学 2008
[5]MIMO雷达正交波形设计及信号处理研究[D]. 刘波.电子科技大学 2008
硕士论文
[1]基于相位编码的MIMO雷达的信号处理研究[D]. 刘铭.南京理工大学 2014
[2]MIMO雷达波形设计及参数估计研究[D]. 刘嵩.南京理工大学 2013
[3]正交波形MIMO雷达信号处理及其工程实现[D]. 叶超.西安电子科技大学 2013
[4]正交波形MIMO雷达中信号处理与仿真实验研究[D]. 成芳.电子科技大学 2008
本文编号：3731400
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3731400.html
