浅埋目标透视成像雷达系统设计与预处理软件实现研究
本文关键词:浅埋目标透视成像雷达系统设计与预处理软件实现研究,由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】:在军事、安全、建筑等很多领域中,对浅层高分辨透视成像的需求越来越强。而现在市场上很少有高分辨的透视成像设备。本文研究了浅埋目标透视成像雷达的成像原理、频段选择等关键问题,基于矢量网络实验平台完成了频段选择、天线极化效应、天线间距对直耦回波的影响等问题的实验验证,完成了雷达系统数字部分预处理软件的设计和实现,具体研究工作包括:1.研究了电磁传播模型,研究了天线模型,研究了基于二维BP算法的雷达介质穿透成像原理,包括理论模型与BP成像算法。2.基于构建的矢量网络仪的实验平台对浅埋目标透视成像雷达的关键问题进行了研究。研究工作频段的影响因素,主要受方位向分辨率及探测深度的影响。研究天线极化效应,得出天线交叉极化对目标姿态敏感的结论。研究天线间距选择问题,得出天线间距增加后隔离度增加杂波剩余减少的结论。研究雷达体制问题,主要考虑冲击脉冲与步进频连续波的优点和缺点。最后讨论了杂波抑制问题。3.研究了系统实现中数字模块的实现方案,介绍了要实现的功能、FPGA芯片选型以及最后的方案设计。研究了FPGA软件的实现方案,包括实现架构、时钟与复位、控制流、数据流、子模块的设计、工作时序图,并研究了FPGA软件设计中的同步问题。研究了Microblaze处理器的软件设计实现方案,包括软件架构、驱动程序、应用程序架构,并研究了Microblaze软件设计中的以太网设计问题。最后讨论了上位机软件的方案设计。
【关键词】:高分辨成像 介质穿透成像 系统实现
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN957.52
【目录】:
- 摘要5-6
- Abstract6-13
- 第1章 绪论13-20
- 1.1 课题的背景和意义13-14
- 1.2 国内外研究状况14-18
- 1.2.1 国外现状及其产品15-17
- 1.2.2 国内现状17-18
- 1.3 本文研究内容及安排18-20
- 第2章 浅埋目标透视成像雷达成像原理20-27
- 2.1 天线场区划分及描述方式20
- 2.2 电介质中电磁波的传播和散射20-23
- 2.2.1 电介质中电磁波传播及特性21
- 2.2.2 电介质中目标的散射21-22
- 2.2.3 有耗介质中的雷达方程22-23
- 2.3 浅埋目标透视成像雷达基本原理23-24
- 2.4 BP成像算法原理24-26
- 2.4.1 BP算法基本原理24-26
- 2.4.2 频域相参累加26
- 2.5 本章小结26-27
- 第3章 浅埋目标透视成像雷达系统设计关键问题研究27-47
- 3.1 频段的影响因素27-33
- 3.1.1 方位向分辨率27-29
- 3.1.2 探测深度29-30
- 3.1.3 基于矢量网络仪的实验平台30-33
- 3.2 天线极化效应33-37
- 3.2.1 矢网实验平台实验33-35
- 3.2.2 天线极化CST仿真实验35-37
- 3.3 天线间距对收发天线直耦回波影响分析37-39
- 3.3.1 天线间距实验实验方法38
- 3.3.2 天线间距实验实验结果38-39
- 3.3.3 天线间距实验结果分析39
- 3.4 雷达体制分析39-41
- 3.4.1 距离高分辨波形39-40
- 3.4.2 步进频连续波关键参数40-41
- 3.5 杂波抑制41-46
- 3.5.1 杂波抑制对象41-42
- 3.5.2 杂波抑制方法42-46
- 3.6 本章小结46-47
- 第4章 浅埋目标透视成像雷达预处理软件实现研究47-75
- 4.1 数字模块硬件平台设计47-50
- 4.1.1 数字模块的主要功能47
- 4.1.2 数字模块的设计47-48
- 4.1.3 FPGA芯片选型48-50
- 4.1.4 数字模块实物图50
- 4.2 FPGA软件设计50-63
- 4.2.1 FPGA软件的工作流程50-51
- 4.2.2 FPGA软件架构设计51-52
- 4.2.3 时钟与复位设计52
- 4.2.4 子模块设计52-57
- 4.2.5 FPGA软件设计关键问题57-63
- 4.3 Microblaze处理器软件设计63-73
- 4.3.1 Microblaze处理器软件的主要功能63
- 4.3.2 Microblaze处理器软件架构63-64
- 4.3.3 驱动程序设计64-65
- 4.3.4 应用程序设计65
- 4.3.5 Microblaze处理器软件设计关键问题65-73
- 4.4 上位机软件设计73-74
- 4.5 本章小结74-75
- 第5章 总结与展望75-76
- 参考文献76-79
- 攻读学位期间发表论文与研究成果清单79-80
- 致谢80
【参考文献】
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,本文编号:330475
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