六端口雷达系统设计与实现

发布时间：2017-05-25 07:08

  本文关键词：六端口雷达系统设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：六端口结是一种高度对称的微波无源器件,其可以通过四个输出端口的幅度信息来精确测量两个输入端口的相位差。六端口结应用到直接变频接收机中,可以用来代替接收机中的混频器。六端口雷达测量精度高,信号处理过程简洁,成本较低廉,并且体积较小,易于集成,具有较大的研究价值。本文首先说明了六端口的研究背景,阐述了六端口技术的研究意义,介绍了六端口技术的发展应用状况,讨论了现阶段调频连续波雷达的信号处理的主要方法。本文接着对六端口的原理进行了公式推导,简要介绍了六端口的校准,详细分析了六端口多普勒雷达和LFMCW六端口雷达回波信号的表达形式,得出了六端口多普勒雷达和LFMCW六端口雷达的目标距离和速度表达式。本文对六端口雷达系统进行了实现,文章介绍了LFMCW六端口雷达的前端关键部分的设计和实现,着重介绍了基于DDS和PLL的频率源实现。在检波器测试中,本文利用最小二乘法拟合检波电压和输入功率之间的曲线,实现了对检波器不一致的校正。本文还对LFMCW六端口雷达的信号处理算法的流程进行了Matlab仿真,同时仿真了误差对目标检测的影响。六端口雷达的I、Q正交信号包含较多的直流分量,并且两者幅度不同,本文给出了通过对多周期积分来消除I、Q信号直流分量并使I、Q幅度一致的算法,同时本文基于余弦相似度改进了多目标情况下目标匹配方法。最后,本文对六端口雷达系统进行了实际测试,测试结果表明本文设计的六端口雷达可以有效实现目标的探测。
【关键词】：六端口 线性调频连续波雷达 一致性校正 直流分量
【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
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-14
• 1.1 课题研究背景及意义7
• 1.2 六端口技术介绍7-8
• 1.3 六端口直接变频接收机8-11
• 1.4 LFMCW体制雷达信号处理概述11-12
• 1.5 论文的主要内容和章节安排12-14
• 2 六端口雷达系统原理14-24
• 2.1 六端口的原理14-17
• 2.2 六端口的校准17
• 2.3 六端口雷达接收机解调理论17-23
• 2.3.1 六端口多普勒雷达19-21
• 2.3.2 LFMCW六端口雷达21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 六端口雷达系统前端实现24-38
• 3.1 雷达系统的前端总体结构24-25
• 3.2 系统前端部分组件的设计与实现25-37
• 3.2.1 频率源设计与实现25-31
• 3.2.2 混频器的实现31-32
• 3.2.3 功率放大器实现32-33
• 3.2.4 低噪声放大器实现33-34
• 3.2.5 基于曲线拟合的检波器校正34-37
• 3.3 本章小结37-38
• 4 LFMCW六端口雷达的信号处理研究38-53
• 4.1 LFMCW六端口雷达信号处理流程38-39
• 4.2 LFMCW六端口雷达信号处理仿真39-50
• 4.2.1 信号的采样与差分39-40
• 4.2.2 二维FFT算法40-42
• 4.2.3 I、Q信号校正42-47
• 4.2.4 恒虚警47-48
• 4.2.5 基于余弦相似度的目标匹配和距离校正48-50
• 4.3 信号处理器硬件系统50-52
• 4.4 本章小结52-53
• 5 六端口雷达系统的测试53-58
• 5.1 LFMCW六端口雷达实测53-55
• 5.2 六端口双频多普勒雷达实测55-58
• 结论及展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-63
• 附录63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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本文编号：392993