近距离探测雷达系统的设计与实现

发布时间：2017-12-10 13:28

  本文关键词：近距离探测雷达系统的设计与实现

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【摘要】：雷达技术是一种利用电磁波传播特性来探测目标信息的技术,其中近距离探测雷达可以对附近环境的目标做高精度的距离定位以及实时速度测量,是近场观测的先进设备。并且因为其灵敏度高、体积小,使用便捷的特点,在各个领域都发展的十分迅速。近距离探测雷达一般工作于微波波段,该波段带宽大波长短,探测精度可以做到很高。由于近距离探测雷达系统拥有广阔的应用前景,所以设计开发一种高性能高集成的近距离探测雷达系统具有很大的现实意义。本文在这一研究背景下,首先学习分析了雷达的基本结构、波形和工作体制以及探测原理,并以此作为理论基础结合近距离探测雷达的性能指标设计了工作波形及其参数。接着,本文深入了解了软件无线电雷达系统的设计思想,尤其是对其结构以及特点进行了学习和理解,并根据此思想提出了一种收发一体的雷达系统结构。该结构由射频前端模块、模数采样模块、抽取滤波模块、数字信号处理器以及任意波形发生器5个部分组成。系统利用三个可编程芯片:数字下变频芯片、数字信号处理器、FPGA,来对数据进行处理,实现了系统的高度灵活性。然后,本文还充分研究了数字信号处理器的功能支持与关键技术,其支持组件包括:外部储存器接口组件、多通道缓冲串口组件、直接存储器访问组件以及以太网媒体接入控制器组件。并利用TI公司提供的开发平台与套件,对这些芯片内置组件进行启动和配置,实现了软件系统功能的模块化、高效化。之后,本文还根据上位机软件通讯协议,设计了网络服务器与客户端程序,以及设计FPGA程序,控制波形发生器输出,实现了周期变频的功能。本文设计的雷达系统最终经过了实际测试的验证。测试结果表明,该雷达系统成功实现了近距离测距测速的功能,且精度高、探测距离远、性能稳定。其数字接收机的灵敏度、动态范围、带外衰减都满足技术指标,波形发生器无杂散动态大,网络通讯模块速率快。因此该收发一体的近距离探测雷达系统满足高精度探测的实际需求,具有很好的可行性。
【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN958

【参考文献】

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本文编号：1274619