基于FPGA的线性调频近程探测雷达信号处理模块设计(2)
4.1.3 FPGA及其外围配置电路 23
4.1.4 电源电路 25
4.2 基于可编程器件的数字信号处理实现 28
4.2.1 基于FPGA数字滤波器设计 28
4.2.2 基于FPGA的FFT和数字滤波算法仿真 31
总结 34
致谢 35
参考文献 36
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
通常来说，雷达需要探测的目标是动目标，例如行驶的汽车、发射出去的导弹、空中的飞机等，而它们的周围都会有其他不同速度的物体，雷达发射信号触碰到目标发射回来后经常会带有其他物体的运动信息，这类回波称为杂波，杂波对于我们分析目标运动情况带来很大难度，因此抑制杂波一直都是研究线性调频连续波雷达不可忽视的问题。线性调频连续波(LFMCW)雷达是通过对回波信号的处理来测得目标距离与速度的。显而易见，线性调频连续波雷达的发射信号是连续波信号的一种，而连续波分为两类，一种是简单未调制连续波，另一种是调制连续波，线性调频连续波属于后者。该项技术历史悠久，但是由于自身存在的在信号发射期间不能关闭接收机的缺陷，束缚了线性调频连续波雷达的作用距离，因而在很长一段时间内，该雷达的应用都远不如脉冲雷达广泛。
随着科技的发展，LFMCW雷达优点也愈加明显，例如其接收机灵敏度比较高，没有距离盲区的限制，距离分辨力非常高，加上它结构简单，线性调频连续波雷达也越来越受到重视。LFMCW雷达相比脉冲雷达而言，在抗干扰、反隐身等方面具有更大的优势，而且在现代战争中装甲、飞机等目标都需要编队进行作战来保证攻击和进行相互掩护以获取优势。
在现代战争中，精确制导武器显然成为战争胜负走向的一个重要因素。最早的大规模的精确制导武器的使用是在1982发生的马岛之战中，在随后发生的海湾战争。伊拉克等战争中，精确制导武器的威力初见端倪，自此，现代战争模式的焦点也转移到了精确制导武器的比拼。精确制导武器的核心是导引头系统，导引头系统根据其探测方式有多重：激光导引头、毫米波导引头以及红外导引头等。激光以及红外导引头各有优点，毫米波雷达导引头虽然在某些方面较二者略有不如，但它同时也具有二者的优点，具有综合性优势，所以，毫米波导引头发展前景更为广阔。因而本文对线性调频毫米波雷达的研究是非常有意义的。
本文则是以毫米波雷达引信为研究背景，研究在高速交汇条件下对目标速度和距离的测量。主要是对回波信号进行预处理（放大滤波）并通过基于FPGA平台的数字信号处理器对信号进行处理以获得速度和距离信息。
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要工作
本文完成对既定目标的距离速度信息测量，目标范围1m—20m，速度范围1000m/s
—1500m/s。主要包括对回波信号的预处理（包括信号滤波与放大），分析回波以测得
在高速交汇条件下目标的距离与速度信息，因此要着重考虑距离、速度的耦合问题以
及兼顾系统的实时性。
本文第一章首先介绍了LFMCW雷达的发展历史，说明研究 LFMCW雷达的意义；
第二章简要分析了LFMCW雷达系统；第三章则在第二章对信号分析的基础上讨论了
第三章LFMCW雷达的目标参数测量，并讨论了距离—速度耦合问题及解决方法；在第
第四章四章则分析了以FPGA为核心的信号处理系统的软硬件设计部分。
2 对空目标探测线性调频雷达参数设计