调频连续波多普勒雷达的设计
发布时间：2021-03-27 10:24
多普勒雷达是一种成熟的机载导航设备,可配备导航计算机形成多普勒导航系统,也可作为组合导航系统的一部分。多普勒雷达无需地面设备就能自动连续测量出飞机相对于地面的速度信息,其工作不受地理和气象条件限制。同时多普勒雷达具有测量实时性高、速度误差无时间积累、体积小、重量轻、可靠性高等特点。因此多普勒雷达在国内外都得到了广泛应用,大量装备在各种飞机、导弹和宇宙飞船等飞行器上。国外现役的机载多普勒雷达大部分是调频连续波体制,并具有自动海洋修正功能,在陆海上空都可以进行精确测速。而国内多普勒雷达均为连续波体制。目前尚无调频连续波多普勒产品,且国内多普勒雷达在海面上工作时需要进行手动修正,海面上的测速误差较大。本文比较了国内外多普勒雷达的性能,针对调频连续波多普勒雷达的特点,对调频连续波多普勒雷达的天线和收发机设计进行了深入的研究,取得的主要研究成果为:（1）对海洋修正天线进行了研究。针对国内多普勒雷达天线海面回波频谱畸变大、测速误差大的缺点,提出了一种新的天线指向角设计方法,能够大幅度降低海面回波频谱畸变,减小海面偏移测速误差,使多普勒雷达在海面上空工作时,无需进行手动海洋修正,具备自动海洋修正能力...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多普勒效应示意图
压角 γ 变化。这就导致回波信号的多普勒频移不是一个单一的称为多普勒频谱。地面上只有在等 γ 角的位置，才会形成具有相同多普勒频移的回应着不同的等多普勒频率曲线。我们将地面上的等多普勒频率等频线的公式。雷达距离地面高度为 h，波束长度为 R，相等 γ 角的波束中心角为 2γ 的圆锥体，该圆锥体的方程为： Rxtg Ryh222与大地平面的交线是一条曲线，方程式为：122222 hyhctgx (8)即为等多普勒频率曲线的公式，可以看出该曲线是一条双曲化，它会形成一族双曲线即等频线，如图 2.3 所示。
图 2.4 n 阶第一类贝塞尔函数曲线将以下信号分别展开为傅里叶级数，用 n阶第一类贝赛尔函数表示，有如下形式mtJmJmntmnnfnfmfcos(cos )()2(1)()cos2 102 (2-13)mtJmntmnnfnfmsin(cos )2(1)()cos(21) 121 (2-14)mtJmJmntmnfmfnfcos(sin )()2()cos2 102 (2-15)mtJmntmnfmnfsin(sin )2()sin(21) 121 (2-16)(2) 正弦调频信号的时域表达式及频谱正弦单音调频信号的表达式如下：()cos(sin)00stAtmtfm (2-17)式中 A0为幅度，0 为载频角频率，m 为调制信号角频率，fm 为调制系数。调制系数fm 的表达式为：peakf
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种用于FMCW雷达系统的中频信号滤波器[J]. 戚昊琛,张鉴,张杰,高伟清. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2015(05)
[2]利用单频正弦调频信号的Bessel函数曲线特性抑制连续波雷达近距离信号[J]. 刘敬兴. 电讯技术. 2014(09)
[3]提高FMCW雷达测距精度的谱最大值估值算法[J]. 徐军荣,于盛林. 计算机技术与发展. 2009(04)
[4]正弦调频连续波雷达数字中频信号处理机的设计[J]. 王旭,吴嗣亮,毛二可. 电讯技术. 2007(06)
[5]机载脉冲多普勒雷达海杂波仿真及加速[J]. 张建,邱杰,张芳. 海军航空工程学院学报. 2006(03)
[6]采用DDS技术的高性能雷达信号源[J]. 钱朝晖. 现代雷达. 2002(04)
[7]FMCW雷达快速高精度测距算法[J]. 刘宝,刘军民. 电子测量与仪器学报. 2001(03)
[8]有源滤波器设计中运算放大器的设计考虑[J]. 马学坤. 电讯技术. 2001(04)
[9]连续波雷达中频自适应对消技术[J]. 谢军伟,张旭春. 无线电工程. 1999(03)
[10]连续波雷达及其信号处理技术[J]. 刘国岁,孙光民,顾红,朱晓华. 现代雷达. 1995(06)
硕士论文
[1]FMCW雷达测距系统的研究与实现[D]. 岳文豹.中北大学 2013
[2]FMCW雷达测距精度及其信号处理技术的研究[D]. 宋玮.南京理工大学 2004
本文编号：3103346
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多普勒效应示意图
压角 γ 变化。这就导致回波信号的多普勒频移不是一个单一的称为多普勒频谱。地面上只有在等 γ 角的位置，才会形成具有相同多普勒频移的回应着不同的等多普勒频率曲线。我们将地面上的等多普勒频率等频线的公式。雷达距离地面高度为 h，波束长度为 R，相等 γ 角的波束中心角为 2γ 的圆锥体，该圆锥体的方程为： Rxtg Ryh222与大地平面的交线是一条曲线，方程式为：122222 hyhctgx (8)即为等多普勒频率曲线的公式，可以看出该曲线是一条双曲化，它会形成一族双曲线即等频线，如图 2.3 所示。
图 2.4 n 阶第一类贝塞尔函数曲线将以下信号分别展开为傅里叶级数，用 n阶第一类贝赛尔函数表示，有如下形式mtJmJmntmnnfnfmfcos(cos )()2(1)()cos2 102 (2-13)mtJmntmnnfnfmsin(cos )2(1)()cos(21) 121 (2-14)mtJmJmntmnfmfnfcos(sin )()2()cos2 102 (2-15)mtJmntmnfmnfsin(sin )2()sin(21) 121 (2-16)(2) 正弦调频信号的时域表达式及频谱正弦单音调频信号的表达式如下：()cos(sin)00stAtmtfm (2-17)式中 A0为幅度，0 为载频角频率，m 为调制信号角频率，fm 为调制系数。调制系数fm 的表达式为：peakf
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种用于FMCW雷达系统的中频信号滤波器[J]. 戚昊琛,张鉴,张杰,高伟清. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2015(05)
[2]利用单频正弦调频信号的Bessel函数曲线特性抑制连续波雷达近距离信号[J]. 刘敬兴. 电讯技术. 2014(09)
[3]提高FMCW雷达测距精度的谱最大值估值算法[J]. 徐军荣,于盛林. 计算机技术与发展. 2009(04)
[4]正弦调频连续波雷达数字中频信号处理机的设计[J]. 王旭,吴嗣亮,毛二可. 电讯技术. 2007(06)
[5]机载脉冲多普勒雷达海杂波仿真及加速[J]. 张建,邱杰,张芳. 海军航空工程学院学报. 2006(03)
[6]采用DDS技术的高性能雷达信号源[J]. 钱朝晖. 现代雷达. 2002(04)
[7]FMCW雷达快速高精度测距算法[J]. 刘宝,刘军民. 电子测量与仪器学报. 2001(03)
[8]有源滤波器设计中运算放大器的设计考虑[J]. 马学坤. 电讯技术. 2001(04)
[9]连续波雷达中频自适应对消技术[J]. 谢军伟,张旭春. 无线电工程. 1999(03)
[10]连续波雷达及其信号处理技术[J]. 刘国岁,孙光民,顾红,朱晓华. 现代雷达. 1995(06)
硕士论文
[1]FMCW雷达测距系统的研究与实现[D]. 岳文豹.中北大学 2013
[2]FMCW雷达测距精度及其信号处理技术的研究[D]. 宋玮.南京理工大学 2004
本文编号：3103346
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