低慢小目标频扫探测雷达系统设计
发布时间：2021-01-14 21:23
如今低空领域面临开放,滑翔机、动力伞、特别是无人机的使用愈加广泛,于是迫切需要一种对低空、慢速、弱小目标的完备监测手段。因此,研制一款具有体积小、功耗低、重量轻、可靠性高、价格便宜,以及距离盲区小、无速度盲点、距离分辨力高、抗干扰性能强的通用型低慢小目标探测雷达迫在眉睫。本文从早先的单兵探测装备出发,设计实现了一个能够探测及跟踪低慢小目标的雷达系统,分别从系统方案设计、算法流程仿真、硬件实现及系统测试分析等方面详细做了介绍。首先从系统的期望指标出发,设计了系统总体方案。系统主要由天线及射频前端模块、信号处理板与上位机软件组成。设计使用脉冲压缩雷达体制,天线使用波导裂缝阵频扫天线,方位扫描可覆盖90°范围。同时提出了射频前端模块的指标,介绍了射频前端模块的架构,并介绍了信号处理板的结构。其次,根据雷达参数在MATLAB中建立了雷达仿真模型,仿真了系统的信号处理流程,包括中频带通采样、数字下变频、脉冲压缩、动目标检测、恒虚警、点迹形成及目标跟踪等算法,并对仿真结果做了讨论。再次,介绍了系统在FPGA中的硬件实现。主要包括FPGA中的时钟域划分、带通采样、数字下变频及脉冲压缩算法的逻辑实现及...
【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】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
频扫天线原理示例
第二章 雷达系统结构19图2.10 频扫天线实物图图2.11 天线组成结构天线结构如图 2.11 所示，天线输入口连接射频模块，发射信号从射频 SMA 接口馈入天线，蛇形慢波线移相耦合到辐射阵面，辐射阵面为裂缝波导阵，将移相后的发射信号向空间辐射。改变频率可改变辐射阵元间相位，从而改变波束指向，实现电扫描。目标回波反射回天线阵面，被阵面接收，同样频率信号具有相同的接收波束参数，目标回波同样通过射频 SMA 接口送入射频模块进行放大、变频、滤波等处理。天线阵面分为雷达天线和通讯天线，通讯天线为单根缝隙波导，独立馈电。雷达天线为33 根缝隙波导面，每根波导有 21 缝隙阵元。通讯天线可选择使用，在射频多功能模式应用。图 2.12 是实测的天线方向图
19图2.10 频扫天线实物图图2.11 天线组成结构天线结构如图 2.11 所示，天线输入口连接射频模块，发射信号从射频 SMA 接口馈入天线，蛇形慢波线移相耦合到辐射阵面，辐射阵面为裂缝波导阵，将移相后的发射信号向空间辐射。改变频率可改变辐射阵元间相位，从而改变波束指向，实现电扫描。目标回波反射回天线阵面，被阵面接收，同样频率信号具有相同的接收波束参数，目标回波同样通过射频 SMA 接口送入射频模块进行放大、变频、滤波等处理。天线阵面分为雷达天线和通讯天线，通讯天线为单根缝隙波导，独立馈电。雷达天线为33 根缝隙波导面，每根波导有 21 缝隙阵元。通讯天线可选择使用，在射频多功能模式应用。图 2.12 是实测的天线方向图
【参考文献】：
期刊论文
[1]DBSCAN聚类算法的参数配置方法研究[J]. 宋金玉,郭一平,王斌. 计算机技术与发展. 2019(05)
[2]基于深度学习的目标跟踪方法及其实现[J]. 周启晨,李云栋. 工业控制计算机. 2019(02)
[3]一种通用型宽带天线单元与阵列[J]. 范瑾,颜毅华,袁宏伟. 电子器件. 2019(01)
[4]基于迭代无迹卡尔曼滤波的小型无人机目标定位方法[J]. 唐大全,柳向阳,邓伟栋,丁鹏程. 指挥控制与仿真. 2019(01)
[5]状态自适应无迹卡尔曼滤波算法及其在水下机动目标跟踪中的应用[J]. 马艳,刘小东. 兵工学报. 2019(02)
[6]DBSCAN算法研究及并行化实现[J]. 宋董飞,徐华. 计算机工程与应用. 2018(24)
[7]拦截低慢小目标的指控系统建模与仿真[J]. 张志鹏,苏中. 系统仿真学报. 2018(11)
[8]针对海上目标的不同体制雷达性能对比[J]. 丁建良. 科技与创新. 2018(18)
[9]探测低慢小目标的新体制雷达技术[J]. 杨建军,卞磊,路彬彬. 电子技术与软件工程. 2018(17)
[10]雷达低慢小目标检测技术综述[J]. 许道明,张宏伟. 现代防御技术. 2018(01)
博士论文
[1]新型快速阵列天线方向图综合方法的研究[D]. 曹顺锋.西安电子科技大学 2016
[2]机载数字阵列雷达非均匀杂波抑制方法研究[D]. 代保全.西安电子科技大学 2015
[3]MIMO雷达波形设计与实时处理系统研究[D]. 杨涛.西安电子科技大学 2014
[4]动态目标雷达回波实时模拟技术及应用[D]. 王胜.国防科学技术大学 2011
[5]脉冲及脉间二相编码雷达高度表信号处理方法研究[D]. 刘建新.电子科技大学 2004
[6]并行处理技术在雷达信号处理中的应用研究[D]. 苏涛.西安电子科技大学 1999
硕士论文
[1]雷达测角方法研究[D]. 王成海.西安电子科技大学 2014
[2]某雷达信号处理系统中的FPGA设计[D]. 杨虎军.西安电子科技大学 2012
[3]雷达数据分析系统的设计与实现[D]. 向明艳.内蒙古大学 2011
[4]阵列天线测向算法及子阵划分研究[D]. 孙海浪.西安电子科技大学 2010
[5]基于二相编码信号的雷达目标检测及实现[D]. 崔向阳.西安电子科技大学 2010
[6]雷达抗干扰技术研究[D]. 高娜.南京理工大学 2008
[7]高速数字信号处理硬件设计及频率测量算法的实现[D]. 惠洁.电子科技大学 2008
[8]雷达信号处理系统的设计与FPGA实现[D]. 黄婷.南京理工大学 2007
本文编号：2977573
【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】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
频扫天线原理示例
第二章 雷达系统结构19图2.10 频扫天线实物图图2.11 天线组成结构天线结构如图 2.11 所示，天线输入口连接射频模块，发射信号从射频 SMA 接口馈入天线，蛇形慢波线移相耦合到辐射阵面，辐射阵面为裂缝波导阵，将移相后的发射信号向空间辐射。改变频率可改变辐射阵元间相位，从而改变波束指向，实现电扫描。目标回波反射回天线阵面，被阵面接收，同样频率信号具有相同的接收波束参数，目标回波同样通过射频 SMA 接口送入射频模块进行放大、变频、滤波等处理。天线阵面分为雷达天线和通讯天线，通讯天线为单根缝隙波导，独立馈电。雷达天线为33 根缝隙波导面，每根波导有 21 缝隙阵元。通讯天线可选择使用，在射频多功能模式应用。图 2.12 是实测的天线方向图
19图2.10 频扫天线实物图图2.11 天线组成结构天线结构如图 2.11 所示，天线输入口连接射频模块，发射信号从射频 SMA 接口馈入天线，蛇形慢波线移相耦合到辐射阵面，辐射阵面为裂缝波导阵，将移相后的发射信号向空间辐射。改变频率可改变辐射阵元间相位，从而改变波束指向，实现电扫描。目标回波反射回天线阵面，被阵面接收，同样频率信号具有相同的接收波束参数，目标回波同样通过射频 SMA 接口送入射频模块进行放大、变频、滤波等处理。天线阵面分为雷达天线和通讯天线，通讯天线为单根缝隙波导，独立馈电。雷达天线为33 根缝隙波导面，每根波导有 21 缝隙阵元。通讯天线可选择使用，在射频多功能模式应用。图 2.12 是实测的天线方向图
【参考文献】：
期刊论文
[1]DBSCAN聚类算法的参数配置方法研究[J]. 宋金玉,郭一平,王斌. 计算机技术与发展. 2019(05)
[2]基于深度学习的目标跟踪方法及其实现[J]. 周启晨,李云栋. 工业控制计算机. 2019(02)
[3]一种通用型宽带天线单元与阵列[J]. 范瑾,颜毅华,袁宏伟. 电子器件. 2019(01)
[4]基于迭代无迹卡尔曼滤波的小型无人机目标定位方法[J]. 唐大全,柳向阳,邓伟栋,丁鹏程. 指挥控制与仿真. 2019(01)
[5]状态自适应无迹卡尔曼滤波算法及其在水下机动目标跟踪中的应用[J]. 马艳,刘小东. 兵工学报. 2019(02)
[6]DBSCAN算法研究及并行化实现[J]. 宋董飞,徐华. 计算机工程与应用. 2018(24)
[7]拦截低慢小目标的指控系统建模与仿真[J]. 张志鹏,苏中. 系统仿真学报. 2018(11)
[8]针对海上目标的不同体制雷达性能对比[J]. 丁建良. 科技与创新. 2018(18)
[9]探测低慢小目标的新体制雷达技术[J]. 杨建军,卞磊,路彬彬. 电子技术与软件工程. 2018(17)
[10]雷达低慢小目标检测技术综述[J]. 许道明,张宏伟. 现代防御技术. 2018(01)
博士论文
[1]新型快速阵列天线方向图综合方法的研究[D]. 曹顺锋.西安电子科技大学 2016
[2]机载数字阵列雷达非均匀杂波抑制方法研究[D]. 代保全.西安电子科技大学 2015
[3]MIMO雷达波形设计与实时处理系统研究[D]. 杨涛.西安电子科技大学 2014
[4]动态目标雷达回波实时模拟技术及应用[D]. 王胜.国防科学技术大学 2011
[5]脉冲及脉间二相编码雷达高度表信号处理方法研究[D]. 刘建新.电子科技大学 2004
[6]并行处理技术在雷达信号处理中的应用研究[D]. 苏涛.西安电子科技大学 1999
硕士论文
[1]雷达测角方法研究[D]. 王成海.西安电子科技大学 2014
[2]某雷达信号处理系统中的FPGA设计[D]. 杨虎军.西安电子科技大学 2012
[3]雷达数据分析系统的设计与实现[D]. 向明艳.内蒙古大学 2011
[4]阵列天线测向算法及子阵划分研究[D]. 孙海浪.西安电子科技大学 2010
[5]基于二相编码信号的雷达目标检测及实现[D]. 崔向阳.西安电子科技大学 2010
[6]雷达抗干扰技术研究[D]. 高娜.南京理工大学 2008
[7]高速数字信号处理硬件设计及频率测量算法的实现[D]. 惠洁.电子科技大学 2008
[8]雷达信号处理系统的设计与FPGA实现[D]. 黄婷.南京理工大学 2007
本文编号：2977573
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