线性调频连续波雷达信号处理算法设计与实现
毕业论文关键词 锯齿波线性调频 连续波雷达 动目标检测 现场可编程门阵列
Title Design and Implementation of Linear Frequency Modulated Continuous Wave Radar Signal Processing Algorithm
Abstract Linear frequency modulated continuous wave radar has the advantages of high accuracy, no range blind zone, low peak power, low probability of intercept, simple structure, etc., and is widely used in both special areas such as target imaging and fields with bad conditions such as military navigation. Firstly, the working principle and the signal model of the saw-tooth linear frequency modulated continuous wave are introduced and analyzed in this paper, along with the MTD algorithm. Secondly, a system is designed to implement the algorithm on the FPGA, and the simulation is carried out to verify the effectiveness of the system. Finally, the results are analyzed, the advantages and disadvantages are specified, and the corresponding improvement measures are put forward in this paper.
Keywords saw-tooth wave LFMCW MTD FPGA
目录
1绪论1
1.1线性调频连续波雷达概述.1
1.3主要工作.2
2锯齿波线性调频连续波雷达信号处理技术3
2.1工作原理.3
2.2信号分析.3
2.3雷达信号处理算法.5
2.4Matlab仿真.8
3硬件实现..12
3.1AlteraFPGA简介.12
3.2信号处理框架结构...12
3.3测量模块...13
3.4存储模块...19
3.5处理模块...24
4系统集成与分析..27
4.1系统集成及仿真结果...27
4.2结果分析...30
4.3小结...30
结论32
致谢33
参考文献..34
1 绪论 1.1 线性调频连续波雷达概述 连续波雷达(Continuous Wave Radar, CW Radar)相对于脉冲雷达来说，最大的特点即是采用连续波作为发射信号。这一特点使得其具有更好的速度分辨率，然而其缺点在于发射机要和接收机同时工作。一般我们把连续波雷达分为两种：其一是未调制连续波雷达，这种雷达不能测得目标距离，一般不用于实践；其二是已调制连续波雷达，这种雷达可以测得目标的距离和速度信息。在实际应用场合中，使用线性调频波作为发射信号的情况最为常见[1]。 线性调频连续波（Linear Frequency Modulation Continuous Wave, LFM-CW）雷达由于其独有的特征与优势而受到广泛的重视，其特点主要在于：首先，雷达的距离分辨力由其带宽所决定， LFM-CW波形具有大的时宽带宽积，因此具有极高的距离分辨率与测距精度。其次，LFM-CW雷达的发射信号时宽远大于目标回波延时，因此其距离盲区接近于零。再次，在噪声功率一样的情况下，雷达信号的能量越高，其分辨率越大。由于LFM-CW的时宽较大，因此在保持较高能量的同时，其峰值发射功率较小，不容易被敌方截获。最后，LFM-CW雷达不需要大的发射功率，其工作电压小，构造较为简单，且抗干扰能力强。由于其具有上述各种良好性能，因此线性调频连续波雷达特别适用于目标成像、目标特性研究等特殊领域，比如民航监视雷达等；源`自*吹冰~文·论^文`网[www.chuibin.com以及交通检测、军事导航等要求距离盲区小、工况相对恶劣的领域，比如汽车防撞雷达、海军战术导航雷达等。 另一方面，LFM-CW 雷达的缺点主要集中在收发隔离以及距离-多普勒耦合的问题上面。由于连续波雷达固有属性，发射机和接收机必须同时工作，因此收发隔离的问题尤为重要且难以避免，尤其是在采用单天线结构时。距离-多普勒耦合的问题则对接收机的精度提出了较高的要求，尤其是在需要较高分辨率的情况下。