小型三坐标搜索警戒系统信号处理技术研究与实现

发布时间：2021-09-28 04:49

　　随着军民融合的发展,民用安防市场对民用搜索警戒雷达需求增加,使得高成本、高功耗的大型警戒雷达逐步向低成本、低功耗转变。民用搜索警戒雷达是一种小型搜索警戒系统,其关注的目标与军用雷达不同,且受限于成本、无线电管制、应用环境等因素,存在回波信号易受干扰、探测精度较差等问题。因此,研制出高性能、低成本、功能完善的小型搜索警戒雷达系统有着很高的应用价值。本文研究的小型三坐标搜索警戒系统可检测运动目标,提供目标的距离、速度、方位角和高度等信息,并可跟踪特定目标。搜索警戒雷达系统中的信号处理模块是雷达系统的核心部分,研究内容涉及到信号处理算法原理、信号处理硬件平台,及基于此硬件平台的算法实现和验证。文中针对搜索警戒雷达系统中的主要信号处理算法原理做了详细的分析,包括数字下变频、脉冲压缩、动目标显示、动目标检测、恒虚警检测、测角等。其中,测角算法是关键算法,测角算法的性能直接影响小型三坐标搜索警戒系统对运动目标的空间定位能力。后又基于激光雷达的应用场景,分析了算法上的相似与差异,说明了该研究在激光雷达领域的可扩展性。信号处理硬件平台采用“FPGA+DSP”架构,兼具FPGA并行处理能力和DSP的灵活... 

【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】：99 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要内容及章节安排
第二章 搜索警戒系统信号处理算法原理分析
    2.1 信号处理算法流程
    2.2 数字下变频
    2.3 脉冲压缩
    2.4 动目标显示与动目标检测
        2.4.1 MTI雷达与三脉冲对消器
        2.4.2 MTD动目标检测
    2.5 恒虚警检测
        2.5.1 虚警率与恒虚警率
        2.5.2 恒虚警的分类
    2.6 和差通道测角原理
        2.6.1 测角技术方法的分类
        2.6.2 和差式测向天线结构分析
        2.6.3 天线方向图分析
    2.7 基于激光雷达的拓展
        2.7.1 多普勒测风激光雷达
        2.7.2 双频相干测速测距激光雷达
    2.8 本章小结
第三章 搜索警戒系统信号处理平台方案
    3.1 信号处理板组成结构
    3.2 信号处理板硬件资源
        3.2.1 模数转换器
        3.2.2 信号处理芯片
    3.3 信号处理板内部通信
        3.3.1 SRIO高速接口
        3.3.2 通用异步收发器
    3.4 信号处理板外部通信
        3.4.1 以太网口
        3.4.2 异步串口与同步串口
        3.4.3 雷达工作时序控制
    3.5 本章小结
第四章 搜索警戒系统信号处理算法实现
    4.1 参数指标与解决方案分析
        4.1.1 定性分析
        4.1.2 具体分析
    4.2 基于FPGA的信号处理算法实现
        4.2.1 数字下变频实现
        4.2.2 脉冲压缩实现
        4.2.3 误差分析与资源分析
    4.3 基于DSP的信号处理算法实现
        4.3.1 数据存储空间分配
        4.3.2 分块处理与多核同步
        4.3.3 MTI三脉冲对消实现
        4.3.4 DMA数据转置
        4.3.5 目标检测实现
        4.3.6 比幅法测角实现
        4.3.7 点迹分类与点迹凝聚算法实现
    4.4 问题分析与解决
        4.4.1 伴随轨迹的分析与抑制方法
        4.4.2 复数比幅法测角与通道间相位差消除方法
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]新型双频相干脉冲压缩测速测距激光雷达[J]. 余杨,眭晓林.  激光与红外. 2019(02)
[2]雷达启发的强激光啁啾脉冲技术——军事需求催生基础研究的一个典型案例[J]. 王旭,孙昌璞.  物理. 2019(01)
[3]基于改进SVA和压缩感知的SAL旁瓣抑制算法[J]. 尹红飞,郭亮,周煜,孙剑锋,曾晓东,唐禹,邢孟道.  红外与激光工程. 2018(12)
[4]扫描式气溶胶激光雷达研制与观测研究[J]. 陈超,王章军,宋小全,张涛,杜立彬,孟祥谦,刘兴涛,李先欣,李辉,庄全风,王秀芬.  红外与激光工程. 2018(12)
[5]基于ARM和FPGA协同的高可靠性雷达双机冗余伺服系统[J]. 徐济安,程鸣亚,吴海军.  制造业自动化. 2018(12)
[6]采用相干技术的高分辨光谱检测系统设计[J]. 刘玉红,程其娈,谭佐军,陈建军.  红外与激光工程. 2019(04)
[7]光电倍增管特性及应用研究[J]. 陈超.  数字通信世界. 2018(07)
[8]基于卷积构型的单元平均CFAR目标检测算法[J]. 李健,孙光才,邢孟道,章林.  电波科学学报. 2018(01)
[9]创新文化驱动军民融合转型升级[J]. 盛利.  军工文化. 2018(Z1)
[10]点云信息提取研究进展和展望[J]. 张继贤,林祥国,梁欣廉.  测绘学报. 2017(10)

硕士论文
[1]远距离宽幅舰船目标成像参数设计和算法工程化实现[D]. 杨乐帆.西安电子科技大学 2018
[2]相干激光测风雷达多普勒频移估计技术研究[D]. 张连重.电子科技大学 2018
[3]基于VPX平台的ISAR成像实时信号处理系统研究[D]. 张俊力.西安电子科技大学 2017
[4]基于Zynq SoC的雷达信号处理研究[D]. 施凯敏.西安电子科技大学 2017
[5]基于6678多核DSP的相位编码雷达信号处理[D]. 曹阳.南京理工大学 2014



本文编号：3411275