合成宽带脉冲多普勒雷达系统设计与实现

发布时间：2017-04-13 02:19

  本文关键词：合成宽带脉冲多普勒雷达系统设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现代信息化战争复杂的战场环境要求雷达具有宽带高分辨率检测、跟踪、成像与目标识别的能力,以适应战争形态的快速变化与交战双方对提高战场感知能力的迫切需求;合成宽带脉冲多普勒雷达具有距离速度二维高分辨,无距离和速度模糊,能够抑制极强地海杂波的干扰,抗干扰能力强,易于工程实现等特点,是未来雷达系统的重要发展方向。本文研究了频率步进信号处理技术,从频时转换与时频转换两个角度推导了其一维距离高分辨处理算法,介绍了目标抽取算法与距离-速度耦合特性;研究了频率步进信号的距离-速度二维联合高分辨处理方法。本文探讨了DDS的工作原理、输出频谱结构与杂散分布;分析了锁相环基本环路参数,包括锁定时间、稳态误差、稳定性、噪声与杂散指标;在此基础上规划了DDS输出频率,设计了环路滤波器与DDS频综板卡,研制了DDS锁相宽带步进频率源;通过测试,该频率源具有低杂散与亚微秒级快速锁相特性。然后,根据前文的基础理论研究,本文进行了S波段频率步进雷达系统设计,重点研究了其频率源与射频接收机设计,将已研制的步进频率源作为该雷达频率源的二本振,并用DDS产生无杂散窄带中频调制信号,对其进行工程实现;通过对雷达系统的闭环测试,验证了该系统设计的可行性与有效性。最后,本文进行了民航飞机ISAR成像外场实验,用有源天线对雷达系统进行幅相一致性校正,而后对其进行一维高分辨测距与二维高分辨成像,得到目标随时间连续动态变化的一维高分辨距离像与散射点清晰的二维ISAR图像,验证了该频率步进合成宽带雷达系统的可靠性、稳定性与先进性,证明了宽带脉冲多普勒雷达的高精度距离速度检测与成像能力。
【关键词】：宽带雷达 脉冲多普勒雷达 合成宽带 宽带频率源 频率步进信号处理
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN957.51
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 合成宽带脉冲多普勒雷达系统研究背景11-12
• 1.2 合成宽带脉冲多普勒雷达发展概述12-14
• 1.3 合成宽带脉冲多普勒雷达关键技术14-17
• 1.3.1 宽带频率源技术14-16
• 1.3.2 频率步进信号处理技术16-17
• 1.4 主要内容与工作安排17-19
• 第2章 频率步进信号处理技术19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 频率步进信号的基本形式19-21
• 2.3 频率步进信号一维距离高分辨处理21-23
• 2.4 目标抽取算法23-26
• 2.4.1 舍弃法23-24
• 2.4.2 同距离选大法24
• 2.4.3 重叠相加法24
• 2.4.4 逆向舍弃法24
• 2.4.5 目标抽取算法仿真分析24-26
• 2.5 目标运动对距离像的影响26-29
• 2.6 频率步进信号距离-速度二维联合高分辨处理29-30
• 2.7 本章小结30-31
• 第3章 宽带雷达频率源设计31-52
• 3.1 引言31
• 3.2 直接数字频率合成技术基本理论31-34
• 3.2.1 DDS工作原理31-32
• 3.2.2 DDS频谱分析32-33
• 3.2.3 DDS杂散分析33-34
• 3.3 锁相环频率合成技术基本原理34-37
• 3.3.1 锁相环基本组成34-35
• 3.3.2 锁相环路分析35-36
• 3.3.3 环路相位噪声与杂散36-37
• 3.4 S波段宽带步进频率源设计37-46
• 3.4.1 背景介绍37
• 3.4.2 设计方案37-38
• 3.4.3 系统组成38-39
• 3.4.4 频率规划39-40
• 3.4.5 环路滤波器设计40-41
• 3.4.6 中频频综硬件设计41-46
• 3.5 测试结果46-50
• 3.6 本章小结50-52
• 第4章 S波段频率步进雷达系统设计与实现52-67
• 4.1 引言52
• 4.2 系统设计52-57
• 4.2.1 系统组成52-54
• 4.2.2 主要设计指标54-55
• 4.2.3 信号参数设计55-57
• 4.3 分系统硬件详细设计57-62
• 4.3.1 频率源设计57-60
• 4.3.2 射频接收机设计60-61
• 4.3.3 数据采集与存储器设计61-62
• 4.3.4 电源设计62
• 4.4 系统软件设计62-64
• 4.5 系统测试64-65
• 4.6 本章小结65-67
• 第5章 S波段频率步进雷达实验验证67-72
• 5.1 引言67
• 5.2 幅相一致性校正67-69
• 5.3 一维高分辨测距69-70
• 5.4 二维高分辨成像70-71
• 5.5 本章小结71-72
• 结论72-73
• 参考文献73-77
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单77-78
• 致谢78

【参考文献】

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本文编号：302584