FPGA3mm主被动复合探测系统的测距算法设计(2)
4.3基于XC3S50芯片的主动模块的系统设计 14
4.3.1 DDS技术简介 14
4.3.2 基于XC3S50芯片的主动模块的系统设计 15
4.4 XC3S50芯片产生调制信号有关模块的设计 15
4.5 测量目标距离的算法 19
4.5.1 测距原理 19
4.5.2周期计算的算法 23
结 论 29
致 谢 30
参考文献31
1 绪论
1.1 课题背景
1.1.1 毫米波的特点
近几年以来，毫米波技术已经在很多领域取得了非常广泛的发展与应用，例如：遥感、导弹制导、通信、雷达、辐射测量、射电天文和光谱学等一系列领。这是因为毫米波固件等新兴技术迅速的发展，和对通信系统和探测系统有了更进一步的需求，也因为毫米波系统相对于微波和其他光学系统有它特别的地方，综上所以毫米波系统研究和应用得到了迅速的发展[1]-[3]。
毫米波研究范围：30-300GHz，波段：1-10mm.
毫米波和微波比较，有下面特点：
1.精度高。目标的空间分辨率会影响近感探测的精度。如果假设近程雷达的截面的角分辨率是 ，根据公式 （式中 为半功率点波束宽度，R为目标和雷达之间的距离， 为雷达的工作波长，D为天线的直径， 取决于加权函数的比例系数及天线类型。）它和厘米波比较，具有较高的角分辨率。
2.抗干扰能力强。当天线口径一样时，毫米波系统的波束越窄，则它的抗干扰能力就越强。当相对带宽相同的时候，毫米波系统的频率越高，则它就具有更大的绝对带宽，能够使敌人在电子对抗中干扰功率分散，很难做到干扰和阻挡目标。
3.低仰角探测性能好。至今，如何更简单方便而有效的达到低仰角跟踪的方法是，减窄波束宽度来使放射到地面上的电磁能降低。
4.有穿透等离子体的能力。导弹、炮弹等物体在以极速在空中飞行的过程中，和周围的气体剧烈摩擦导致产生大量热量，使弹体的四周会产生等离子体，会使得弹体上装载的装置产生的电磁波严重减弱，从而使信息发生中断。然而毫米波的频率比导弹或者炮弹再次进入形成的等离子体的频率要高的多，使其衰减变得非常小，所以可以穿透等离子体。
5.体积小、质量轻。最近几年以来，因为毫米波单片电路得到了巨大的发展与进步，使它的性能更加优越也更加可靠，同时质量和体积也大大减少。
6.在下雨的时候和大气传播特性的影响较大。毫米波在大气传输的时候，容易被水蒸气分子吸收以及被凝聚的水滴散射等，所以会影响作用的距离。
7.与红外和激光相比，毫米波区别金属目标以及在周围环境比较恶劣的情况下区分目标的能力更强[5]-[8]。
1.1.2毫米波的应用
毫米波探测技术把微波和红外的特征相结合，在相同的理想图像分辨率的穿透力为一定的时候，毫米波探测技术是一个较为安全和理想的选择。还一个原因是不同的物体所具有的物理性质是不同的，在短毫米波辐射或者散射特性之间有巨大的不同，是识别目标一个很好的特征量。毫米波在天文、医疗和军事等很多领域取得了广泛的应用。这些技术的成功会更加造福人类，使社会更加文明进步。
毫米波成像主要有相控阵、焦平面凝视阵列、主被动合成孔径、机械扫描等成像体制。例如毫米波的全息成像技术就发源自光学全息术，其后又在航天微波全息雷达中得到应用。今天已经有毫米波人体扫描仪，可以用在机场安检当中，它是由美国西北太平洋国家实验室的科研人员发明的圆柱扫描三文成像系统。毫米波辐射探测器能够在无时无刻工作，它负责提供红外等不能提供的特殊信息，毫米波接近厘米波，同时具有部分厘米波的特性，同时上端又接近红外，像红外一样有着高的分辨率。毫米波精确制导系统只会在雨比较大的条件下受到干扰，其他可以在很多糟糕的环境中依旧保持精确度。但这同样也是制约毫米波成像发展的一个主要的因素[10]-[12]。