HPRF-PD探照一体雷达导引头信号处理算法设计与实现
发布时间：2020-09-07 09:42
探照一体雷达导引头是指使用地面雷达发射的用于自身探测目标的信号作为导引头的照射信号。时间同步与频率同步是探照一体雷达导引头正确测量目标距离与速度的基础。本文针对探照一体体制雷达导引头对目标的距离与速度测量问题,开展了信号处理算法的设计与软件实现的工作。首先,针对探照一体体制下雷达导引头、目标与地面照射雷达的坐标关系建立了模型,完成了雷达导引头接收的回波信号与直波信号建模;针对探照一体雷达导引头接收信号间的同步问题,设计了一种直波信号与回波信号之间的时间同步与频率同步方法,并完成了信号处理算法设计,实现对目标距离与速度的正确测量;通过仿真验证了算法的正确性和有效性。其次,完成了基于FPGA+DSP架构的信号处理软件实现,设计了软件的执行时序,规划了 DBF处理器与信号处理器的任务分工。完成了 DBF处理器回波信号的宽、窄带信号数字下变频、波束形成与组帧发送,完成了基于MGT接口的DBF处理器与信号处理器之间波束形成后数据高速交互,完成了信号处理器FPGA信号预处理、FPGA与DSP之间的SRIO高速数据交互。通过对FPGA软件设计优化,提高了软件的可靠性。最后,本文对设计的FPGA软件各个模块在硬件平台上进行了调试验证,验证了该信号处理算法与软件程序的正确性。
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN957.51;TJ765.331
【部分图文】：
探照一体雷达导引头照射信号为地面雷达发射的探测信号，导引头工作在半主动寻逡逑的状态，接收的回波信号为目标对探测信号的反射信号？。逡逑探照一体雷达导引头系统中地面照射雷达、导弹和目标的空间位置如图２．１所示。逡逑／邋逦Ｊ邋逦１Ｙ逡逑图２．１探照一体雷达导引头建模坐标示意图逡逑以地面照射雷达为坐标原点，导弹位于Ｍｏ点，目标位于ｒ0点。正北方向为ｘ轴正逡逑方向，正西方向为Ｙ轴正方向，右手螺旋定则确定Ｚ轴正方向。模型建立时假设导弹逡逑与目标分别沿弹目连线运动。图中各变量说明如下：逡逑见：照射雷达到目标的初始距离逡逑办：导弹到目标的初始距离逡逑５逡逑
＾｛ｓｉｎｃ［（／邋＋邋／０）ｒ／ＪＳ－ｍ－－＾＋－＾ｆｆｉｘｅｘｐ［－７Ｘ／邋＋邋／0Ｘ＾－ｌ）７；］｝逡逑２逦ｓｍ邋７ｒ（ｆ邋＋邋ｆ０）Ｔｒ逡逑图２．３所示为有限长ＨＰＲＦ－ＰＤ信号的频谱图。从频谱示意图可以看出，谱线呈梳齿逡逑状，梳齿的间隔为１／７；，齿宽为１／ＡＴ，．，齿间间隔是齿宽的ＪＶ倍。在脉冲个数７Ｖ增加的逡逑足够多时，齿宽越小，而梳齿间间隔保持不变，这样可以提高ＨＰＲＦ－ＰＤ波形的速度分逡逑辨力。另一方面，高重频使得齿间间隔很大，从而可探测的多普勒频率范围更大［３１］。逡逑７逡逑
图２．３邋ＨＰＲＦ－ＰＤ信号频谱图逡逑设定在一个ＣＰＩ周期内，导弹与目标的飞行方向、飞行速度等参数保持恒定，根据逡逑图２．１中的空间坐标关系，导引头收到的直波信号表达式为逡逑＾邋ｔ－ｎＴ邋—ｔ邋（ｔ）逡逑＼（０邋＝邋４．ＺＲｅｃｔ（逦＇Ｔ邋Ｚ，ｎ邋）ｅｘｐ［ｊ２＜／０＋－邋ｒｚｎ（０）邋＋邋７＞Ｊ逦（２．５）逡逑？＝０逦』逡逑直波信号延时为逡逑ｒ－？（ｒ）』ＵＣ0和，逦（２．６）逡逑Ｃ逡逑直波信号中包含的多普勒频率为逡逑ｆｄｘｔ）＝Ｙ－Ｍｃ－｛ｒＪ１逦（２．７）逡逑Ａ逡逑其中，p何辈ㄐ藕欧龋梦馑伲参⑸湫藕挪ǔぃノ邮盏闹辈ㄐ藕懦跸唷ｅ义系家方邮盏幕夭ㄐ藕疟泶锸轿义涎砸唬椋藻濉澹藻澹ǎ簦╁义希蓿
本文编号：2813172
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN957.51;TJ765.331
【部分图文】：
探照一体雷达导引头照射信号为地面雷达发射的探测信号，导引头工作在半主动寻逡逑的状态，接收的回波信号为目标对探测信号的反射信号？。逡逑探照一体雷达导引头系统中地面照射雷达、导弹和目标的空间位置如图２．１所示。逡逑／邋逦Ｊ邋逦１Ｙ逡逑图２．１探照一体雷达导引头建模坐标示意图逡逑以地面照射雷达为坐标原点，导弹位于Ｍｏ点，目标位于ｒ0点。正北方向为ｘ轴正逡逑方向，正西方向为Ｙ轴正方向，右手螺旋定则确定Ｚ轴正方向。模型建立时假设导弹逡逑与目标分别沿弹目连线运动。图中各变量说明如下：逡逑见：照射雷达到目标的初始距离逡逑办：导弹到目标的初始距离逡逑５逡逑
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图２．３邋ＨＰＲＦ－ＰＤ信号频谱图逡逑设定在一个ＣＰＩ周期内，导弹与目标的飞行方向、飞行速度等参数保持恒定，根据逡逑图２．１中的空间坐标关系，导引头收到的直波信号表达式为逡逑＾邋ｔ－ｎＴ邋—ｔ邋（ｔ）逡逑＼（０邋＝邋４．ＺＲｅｃｔ（逦＇Ｔ邋Ｚ，ｎ邋）ｅｘｐ［ｊ２＜／０＋－邋ｒｚｎ（０）邋＋邋７＞Ｊ逦（２．５）逡逑？＝０逦』逡逑直波信号延时为逡逑ｒ－？（ｒ）』ＵＣ0和，逦（２．６）逡逑Ｃ逡逑直波信号中包含的多普勒频率为逡逑ｆｄｘｔ）＝Ｙ－Ｍｃ－｛ｒＪ１逦（２．７）逡逑Ａ逡逑其中，p何辈ㄐ藕欧龋梦馑伲参⑸湫藕挪ǔぃノ邮盏闹辈ㄐ藕懦跸唷ｅ义系家方邮盏幕夭ㄐ藕疟泶锸轿义涎砸唬椋藻濉澹藻澹ǎ簦╁义希蓿
本文编号：2813172
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