LFMCW雷达之所以不存在距离盲区,是因为发射机和接收机是同时工作的,而且其发射信号时宽远远大于目标回波信号的时延。这个特点使LFMCW雷达在探测数十米近的目标时,具有极高的价值。
(4)极高的距离分辨力
在工程上,对于LFMCW雷达实现大的信号带宽是轻而易举的事情。而距离分辨力与信号带宽成正比关系,也就是说LFMCW雷达可以很容易达到高的距离分辨力。对于脉冲雷达来说,要在工程中产生较大的信号带宽并不是很容易。另一方面,在将信号转化为数字信号时关于采样频率的问题。脉冲雷达要实现较高的距离分辨率所要求的采样频率就会很大,这在工程中也很难实现,而LFMCW雷达只需满足Nyquist采样定理即可。
(5)信号时带积大
当系统的噪声功率一定时,信号能量越大,雷达的检测能力就越强。在发射功率和信号带宽相同的条件下,LFMCW雷达的信号能量要远远大于脉冲雷达。因此,LFMCW雷达在工程上更容易获得大的信号能量,这也意着其检测能力更强。
综上所述,LFMCW雷达所具有的这些优点使其在近感探测领域中的地位是无可替代的。特别是在军事领域,它的体积小,成本低等特点正好适应了武器装备的需要,对武器装备的更新换代发挥了至关重要的作用。因此线性调频连续波雷达具有很高的研究价值。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 LFMCW雷达国内外研究概况
1.2.2 LFMCW雷达信号处理国内外研究概况
1.3 本文主要工作及结构安排
1.3.1 本文主要工作
本文主要工作如下:
(1)信号处理算法设计
本文首先对三角波调制的LFMCW雷达信号进行了定量的分析,在此基础上经查阅大量文献,提出对动目标雷达信号的处理结构采用“差拍-傅立叶变换”,在此基础上分析了距离-速度去耦合现象并提出了解决方法。给出了距离速度求解的公式,并用Matlab进行仿真。
(2)信号处理算法的CCS仿真
本文利用CCS(Code Composer Studio)集成开发环境实现信号处理算法的仿真。
(3)基于DSP的硬件电路设计
学习并使用Altium Designer软件完成了各功能电路模块的原理图绘制。
1.3.2 论文内容安排
本论文各章内容安排如下:
第一章:介绍本课题的研究背景及意义,以及与LFMCW雷达和雷达信号处理有关的国内外研究现状。
第二章:介绍三角波调制的LFMCW雷达系统工作原理及其信号分析,并对系统的工作参数进行选定,最后给出测距误差。
第三章:首先对数字滤波器进行设计,然后针对不同目标环境给出动目标信号检测的方法及仿真结果。
第四章:介绍各个电路模块的设计并给出相应的原理图。
2 对称三角波线性调频连续波雷达信号分析
在第一章中我们知道,本课题的研究背景为机场封锁,所设计的动目标检测电路主要用于智能弹药上,该弹可由飞机投掷在机场跑道或机库等位置,一旦有起降飞机、装甲车辆或者反封锁的工程车经过,该弹可自行引爆对目标造成杀伤,所以本课题所针对的探测目标为起降飞机和装甲车辆。
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