安防雷达信号处理的设计与实现

发布时间：2017-05-01 03:02

  本文关键词：安防雷达信号处理的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：安防雷达是国内外的一个热点研究方向,安防雷达通过发现和识别非法入侵警戒范围内的目标来提供预警功能,为重要设施场所的周边环境提供安全保障。针对全天候、全天时的安防指标需求,本文设计和实现了安防雷达信号处理系统,主要工作如下：1、对 LFMCW (Liner Frequency Modulation Continuous Wave)雷达系统架构做了简要的介绍,详细分析了对称三角波和锯齿波两种调频体制连续波的测距、测速原理,根据安防雷达应用场景和具体指标给出了系统总体方案及信号处理方案,并对各指标进行了验证计算。针对锯齿波调频体制雷达所固有的测量高速目标所出现速度模糊的问题提出了解决方法,利用发射两种不同调频周期的信号来进行解模糊。2、针对信号处理中所涉及到的算法利用Matlab进行了仿真,包括二维FFT、恒虚警算法、速度解模糊算法等。设计了基于DSP+FPGA为架构的信号处理系统,并详细的介绍了信号处理系统硬件设计和软件设计,完成了数据采集、数据传输、I2C通信、信号处理算法等模块的工程实现。3、对雷达系统进行了室外实验测试,实现了对目标测距、测速和测角的功能。4、针对三角波调频体制测量低速目标失效的问题,本文提出将基于ARMA模型的谱估计应用于对称三角波调频连续波体制的信号处理上,既保留了对称三角波调频体制一个周期内可测量出目标距离和速度的优点,又解决了该体制雷达测量低速目标失效的问题,并给出了仿真结果。5、针对振幅法测角误差较大和相位法测角存在模糊的问题,本文提出利用振幅法和相位法同时测角,利用振幅法所得数据解相位法测角模糊的算法思路,提高了系统测角精度,并利用本雷达对该算法进行了验证。6、最后,对本文进行了总结,并提出了进一步的改进措施。
【关键词】：线性调频连续波 安防雷达 ARMA模型 测角精度
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN957.51
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-13
• 1.1 课题研究背景及意义7-8
• 1.2 安防探测器技术方案的比较8-10
• 1.2.1 主动红外警报探测器9
• 1.2.2 被动红外警报探测器9
• 1.2.3 震动探测器9
• 1.2.4 超声波探测器9-10
• 1.2.5 微波探测器10
• 1.3 安防雷达探测器的国内外研究现状10-11
• 1.4 本文主要工作11-13
• 2 LFMCW安防雷达系统结构及系统方案设计13-24
• 2.1 LFMCW安防雷达系统结构13
• 2.2 雷达系统方案设计13-23
• 2.2.1 调频连续波体制选择13-20
• 2.2.2 信号处理系统方案设计20-23
• 2.3 本章小结23-24
• 3 安防雷达信号处理系统硬件设计与实现24-35
• 3.1 数据采集硬件模块设计24-25
• 3.2 FPGA系统硬件模块设计25-29
• 3.2.1 FPGA芯片介绍25-26
• 3.2.2 供电模块电路设计26-27
• 3.2.3 片外存储模块电路设计27-28
• 3.2.4 JTAG模块电路28-29
• 3.2.5 时钟模块电路设计29
• 3.3 DSP系统硬件模块设计29-34
• 3.3.1 DSP芯片介绍29-30
• 3.3.2 供电模块电路设计30-32
• 3.3.3 片外存储模块电路设计32
• 3.3.4 通信模块电路设计32-34
• 3.3.5 JTAG模块电路设计34
• 3.3.6 时钟模块电路设计34
• 3.4 本章小结34-35
• 4 安防雷达信号处理系统软件设计与实现35-56
• 4.1 信号处理流程及算法仿真35-42
• 4.1.1 信号处理流程35
• 4.1.2 雷达信号处理算法仿真35-42
• 4.2 信号处理系统软件设计及算法实现42-55
• 4.2.1 FPGA系统软件设计42-47
• 4.2.2 DSP系统软件设计47-52
• 4.2.3 DSP算法实现52-55
• 4.3 本章小结55-56
• 5 安防雷达系统实验分析56-61
• 5.1 静止目标探测实验56-58
• 5.2 动态目标探测实验58-60
• 5.3 本章小结60-61
• 6 ARMA测速的新方法和提高测角精度新方法61-70
• 6.1 基于ARMA模型的对称三角波LFMCW雷达测距测速算法61-66
• 6.1.1 理论分析61-63
• 6.1.2 算法流程与仿真63-66
• 6.1.3 小结66
• 6.2 提高测角精度的新方法66-69
• 6.2.1 理论分析66-67
• 6.2.2 实验数据67-69
• 6.2.3 小结69
• 6.3 本章小结69-70
• 结论及展望70-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 邹士迁,石岩,张辉;恒虚警概率新型实现途径及其检测方法[J];舰船电子对抗;2003年01期

2 宋丹平;;先进的机场周界防入侵报警系统[J];科协论坛(下半月);2011年07期

3 杨晓倩;刘海波;姜菡;盛蒙蒙;;基于数字阵列雷达的单脉冲测角技术研究[J];空军预警学院学报;2013年03期

4 刘养林;董胜波;梅光宗;黄z，

本文编号：338068