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超宽带脉压雷达信号产生系统研究

李衍忠  
【摘要】: 脉冲压缩技术是雷达在确保作用距离和速度分辨力的前提下为提高距离维分辨 能力而广泛采用的技术,针对各种脉压信号的波形设计理论也得到了充分的发展。 近年来,随着集群目标分辨识别、高分辨力微波成像雷达等技术研究的快速进展, 大时宽带宽积脉冲压缩信号成了现代雷达研究和应用中的迫切需要。除了对波形本 身的设计和选择,设法增大有限时宽信号的带宽,是实际获得大时带积脉压信号的 主要手段。宽带、超宽带脉压信号产生技术的研究和应用既是各种成像雷达和目标 特征提取算法实现的前提条件,也使得对隐蔽目标的分辨和识别成为可能。同时, 扩展信号带宽还能抑制多径效应和杂波干扰,有助于提高雷达回波信号的质量。 模拟脉压信号产生方式因其一些固有的缺陷,如对环境温度敏感、信号波形单 一、信号产生的重复性差、线性度及信号间的相干性不理想等等,而制约了雷达整 机性能的提高。随着现代数字技术和VLSI技术的发展,通过数字波形合成的方式 获得脉冲压缩信号已为现代雷达普遍采用。相比之下,数字系统对环境因素不敏 感,生成的波形具有严格的重复性和相干性。尤其突出的是通过改变系统时钟和电 路设置可以方便地改变波形的参数和形式,从而轻易地实现脉压波形的捷变,满足 了现代电子战环境中对雷达抗干扰和强生存能力的迫切要求。然而,受数字器件速 度的限制,用数字方式直接产生绝对带宽很大的脉压信号目前还有一定困难,还必 须结合正交调制、倍频等模拟技术,因此,对这些技术的深入探索正成为当前雷达 脉压信号产生技术领域的研究热点。 本文的研究工作以LFM和NLFM脉压信号为基础,围绕数字脉压波形产生及超 宽带脉压信号产生系统的误差分析和设计实现而展开。对波形存储直读DDWS方式 及直接数字频率合成DDFS方式两种数字波形产生技术进行了较全面的分析对比。 近年来,随着国家相关部门对老型号雷达系统进行技术改造、对新型雷达系统投入 预先研究或型号开发,国内对数字式雷达脉压信号源的设计应用表现出浓厚的兴 趣。由于这方面的应用在国内才起步不久,尤其是利用数字技术实现超宽带脉压信 号的产生更是鲜见报道,无法进行实际参数和指标的对比研究。在这种背景下,本 文对DDWS和DDFS进行的对比分析就为当前雷达脉压信号源设计中数字实现技术方 案的合理选择提供了理论依据,因而具有现实意义和参考应用价值。同时,对超宽 带脉压波形产生系统必需的正交调制和倍频链电路中存在的各种误差因素也进行了 详细的分析讨论。分析表明,“宽数字基带和少倍频次数”是宽带脉压信号源应追 —— 求的设计目标.在此基础上设计实现了中心频率12*ioe、带宽4口侧以b的超宽带 LPM和 NLPM脉压波形产生实验系统.实测结果表明,系统产生信号的带外杂散优 于气OV么谐波小于H0dB,该指标为当前国内超宽带脉压信号产生技术的领先水 平. 本文完成的主要工作和创新之处有如下几个方面: 1.在概括脉冲压缩及超宽带雷达的技术特点、了解雷达信号基本理论的基础 上,针对本文所研究超宽带LFM脉压信号的具体惰况,分析了应用经典雷达信号理 论的有效性. 2·亡寸论了直接数字波形产生DDWS及直接数字频率合成DDPS的1作原理、对 比分析了它们的技术特点.概括了DDFS杂散分布与抑制方法的研究成果;就DDWS 波形产生中的杂散分布特点以及抖动注入技术的应用进行了讨论和仿真分析. 3·说明了倍频链方式扩展信号频谱的工作原理和系统结构,提出了倍频链方 式宽带脉压信号产生系统的误差模型,并针对模型就正交调制和倍频电路中的主要 误差因素进行了理论和仿真分析. 4 在理论分析的垂础上,采用DDWS数字基带加正交调制和倍频链方式设计实 现了中频120撇、带宽40肌的超宽带脉压信号产生实验系统.实测结果表 明,系统的杂散和谐波均超过设计要求指标. 5.为了测试和评价 DDWS产生信号的质量,研制了全 TTL逻辑双通道 10Qfffibe 高速数据采集系统,并对DDWS所产生JOIMbe带宽基带信号进行了采集和处理、分 析.另外,该数据采集系统也被实际应用于某雷达的信号处理系统. 6·为了分析和评价系统产生的40M超宽带脉压信号质量,设计实现了相参 的宽带正交解调电路,并利用叩&lnr超高速数据采集系统对解调的2o皿师担带宽基 带信号进行了采集、处理和分析。 除了以上主要工作外,作者还总结了超宽带LFM脉压信号产生系统实现过程中 遇到的一些实际问题及解决办法,讨论了对系统进一步的完兽措施.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:TN957.52

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 王华;步进频率连续波探地雷达信号源设计与实现[D];国防科学技术大学;2009年
【参考文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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7 薛培培;羊彦;李澜涛;高健健;;SIMFA信号用于机载雷达LPI性能分析[J];电子设计工程;2011年18期
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1 吴红梅;陈春红;吴文;顾村锋;;信号形式可调的频率合成器的设计与实现[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
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1 付在明;高速脉冲波形合成关键技术研究[D];电子科技大学;2010年
2 王国庆;宽带雷达直接解调原理与实时脉压技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
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7 胡仕兵;超宽带雷达脉冲压缩信号数字产生方法研究[D];电子科技大学;2009年
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5 丁可柯;蒋国平;;定速率混沌脉冲位置调制[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
6 廖勇;周海京;杨周炳;谢平;孟凡宝;;高功率超宽带减小型锥削螺旋天线[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年
7 罗娟;岳光荣;李仲令;李少谦;;提高超宽带冲激无线电信号抗单频干扰能力的参数选择方法[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年
8 朱雪田;李耀民;周正;张强;;基于修正Hermite脉冲的波形正交复用超宽带无线通信系统[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年
9 杜洪峰;周正;;一种抗多用户干扰的多载波超宽带多址接入方式[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年
10 杨周炳;孟凡宝;马弘舸;陆巍;陈志刚;李爱萍;廖勇;丁恩燕;谢平;;高功率超宽带脉冲辐射实验装置[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 朱新亚;超宽带踏上漫漫征途[N];中国计算机报;2005年
2 朱新亚;超宽带上演“双城记”[N];中国计算机报;2005年
3 中新;超宽带新技术助您隔墙长眼[N];厂长经理日报;2000年
4 记者 高远心;更多超宽带产品加速问世[N];电子资讯时报;2008年
5 ;速度创造超宽带 利益引发标准之争[N];中国高新技术产业导报;2004年
6 东南大学移动通信国家重点实验室 徐平平 毕光国;UWB的“温床”[N];计算机世界;2004年
7 ;超宽带无线标准制订步伐加快[N];人民邮电;2005年
8 ;利用超宽带UWB打造完美家庭网络[N];中国电子报;2004年
9 ;摩托罗拉超宽带芯片实现极高数据传输速率[N];中国电子报;2004年
10 晓涛、昊天编译;超宽带:比蓝牙更优越[N];计算机世界;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘培国;超宽带信号辐射与散射研究[D];国防科学技术大学;2001年
2 林杰;随机投影的观测方法及其在超宽带信号采样中的应用[D];西安电子科技大学;2012年
3 李邦宇;超宽带生物雷达成像及生命信号检测关键问题研究[D];沈阳工业大学;2012年
4 贺元吉;爆电能源高功率超宽带脉冲发生器研究[D];国防科学技术大学;2001年
5 郭微光;机载超宽带合成孔径雷达运动补偿技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
6 刘光平;超宽带合成孔径雷达高效成像算法[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
7 郑利龙;复杂环境下GPS信号参数估计与定位方法研究[D];清华大学;2004年
8 马惠珠;超宽带无线通信关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
9 常文革;UWB SAR系统设计与实现[D];国防科学技术大学;2001年
10 黄纪军;FOPEN SAR地面目标散射特性分析及检测研究[D];国防科学技术大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 沈捷;基于超宽带应用的天线等效电路建模[D];浙江大学;2006年
2 孙磊;超宽带天馈系统分析[D];南京理工大学;2006年
3 苗剑;超宽带(UWB)无线通信技术[D];西安电子科技大学;2004年
4 朱精果;基于IR-UWB的1553B无线网络的实验研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2006年
5 尹江伟;应用于OFDM UWB系统的高速分频器研究与设计[D];复旦大学;2009年
6 宋琨;基于UWB技术的早期乳腺肿瘤检测成像方法研究[D];长春理工大学;2009年
7 朱学生;多径信道条件下时跳脉冲无线电信号的设计[D];浙江大学;2006年
8 汪海波;大时带宽线性调频信号产生方法与系统实现技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
9 冉欣;三次跳时序列在UWB无线电通信中的应用研究[D];西南交通大学;2006年
10 邹贤军;超宽带电磁场三维FDTD数值模拟[D];成都理工大学;2006年
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