FMCW雷达射频对消系统的研究与基带设计

发布时间：2017-07-19 11:13

  本文关键词：FMCW雷达射频对消系统的研究与基带设计

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【摘要】：近年来随着微波器件及数字信号处理技术的发展,连续波雷达由于其不可替代的优点越来越受到研究人员的重视。例如,现在被广泛研究的77GHz汽车防撞雷达,在这些应用中,受测量精度及成本的限制其发射信号大都采用线性扫频(LFM)的连续波形式。然而,对于设计小体积单天线连续波雷达系统来说,其面临的最大困难是如何保证发射支路与接收支路之间具有较高的隔离度。针对这一问题,各国学者也都进行了长时间研究。在这些已有成果的基础上,本文提出了一种基于DSP+FPGA架构的数字闭环自适应射频对消系统,它通过超外差结构较好的规避之前模拟闭环对消电路中存在的直流漂移问题。本文针对这样的数字对消方案分别进行了理论分析、对消算法仿真、系统级仿真、DSP实现以及最后的硬件测试。首先,在自适应对消原理及自适应对消算法的基础上,针对信号幅相控制的不同工程实现,分别进行了自适应对消算法的仿真。通过仿真结果可以看出在不同的信号输入条件下,两种控制算法方法对泄露信号都具有较好的抑制度。接着,对提出的数字自适应射频对消系统的对消深度、对消带宽、以及闭环稳定性等分别进行了详细分析,这些对于项目后面进行的硬件实现具有重要的指导意义。最后针对LFMCW信号,在ADS中搭建了整个对消系统并进行了系统级仿真。最后,对整个对消系统的基带部分包括:数据流程、硬件参数选择、以及DSP定点算法实现等分别进行了详细介绍,其主要目的在于尽量满足整个对消系统对基带部分环路时延的要求。系统软硬件实现后,在x-band(9.29GHz-9.59GHz)对自适应对消系统进行了硬件测试。测试结果表明:在静态单频点的情况下,硬件系统在整个带宽内基本都能达到30dB左右的对消比。在30MHz/ms、60MHz/ms及100MHz/ms的动态扫频的情况下,其对消深度也能够达到10-2OdB左右。本文最后针对论文中取得的成果以及存在的问题进行了详细的分析和说明,为后续研究工作的开展指明了方向。
【关键词】：单天线连续波雷达 线性扫频连续波 同频干扰 反射功率对消 自适应算法 DSP+FPGA
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN958
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本文编号：562579