基于FPGA的多普勒滤波器设计+文献综述(4)
2.2 运动目标的调频定距原理
当目标运动时，由于多普勒效应的存在，谱线将发生变化，跟静止的差频比较，各次谐波处的谱线消失，取代的是与原来谐波相差正负fd 的谱线，相当于抑制载波的调幅。差频变成了既受信号距离信息调制，又受速度信息调制的，使得差频更加复杂，距离和差频的对应性更加模糊。
传统的多普勒信号提取方法是利用混频器获得，而本课题采用滤波器的方法，直接将多普勒信号过滤出来，然后提取距离和速度信息。
发射信号为线性调频信号，其频率随时间按线性规律f(t)变化，如图2.2.1所示。假设距离R0远处的目标有一个径向速度Vr，则：
图2.2.1 三角波调频时间频率图
发射信号为： (2.2.1)
回波信号为： (2.2.2)
其中， = =
则：
=
= (2.2.3)
收发频率之间存在一个频率差：
差频 = --f(t) (2.2.4)
由上式可以看出，差频信号中包含多普勒信号，而多普勒信号中包含了目标的距离和速度信息。所以运动目标由于多普勒效应的存在，需要通过提取多普勒信号来获得目标的距离和速度信息。传统的提取方法是用混频器，而本课题将主要采用滤波器过滤的方法，滤波器的设计方法将在下面详细介绍。
3 幅度可调三角波信号的产生
3.1 DDS基本原理
频率合成技术是利用频率合成的方法，使某一（或多个）基准频率，通过一定的变换与处理后，形成一系列等间隔的离散频率。其应用十分广泛，主要用于短波通信、移动通信和其它电子应用领域。常用的合成方法有：直接式频率合成器、间接式频率合成器（锁相频率合成其）和直接数字频率合成其（DDS）。这里采用直接数字频率合成器（DDS），它也是目前最为典型、应用最广泛的一种频率合成技术。
直接数字频率合成技术是根据奈奎斯特采样定律，从连续信号的相位出发直接合成所需波形的一种频率合成技术。它基于全数字技术，由参考时钟、相位累加器、只读存储器、数模转换器和滤波器组成，输出频率高达几百Mhz。它的优点也十分明显，工作频率范围很宽；极高的频率分辨率；极短的频率转换时间；任意波形输出能力；数字调制性能好。
DDS的基本原理如图3.1.1所示：
图3.1.1 DDS基本原理图
DDS由频率预置与调节电路、累加器、波形存储器、D/A转换器和低通滤波器组成，由频率预置与调节电路产生频率控制字K，通过累加其以K作为步长累加，产生N位的相位累加器的字长，N位二进制码作为波形ROM的地址，对波形ROM进行寻址，波形ROM输出的幅码S（n）经D/A转换器变成阶梯波，再经低通滤波器，就可以得到合成的信号波形了。其中fc为时钟周期，分别控制累加器和D/A转换器，使其频率同步。
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