高频地波雷达中频采样系统及抖动技术的研究

【摘要】：本文结合武汉大学电子信息学院电波传播实验室承担的国家863计划海洋领域重大课题“高频地波雷达海洋环境监测技术”(818-01-02)和十五课题“远程高频地波雷达监测技术”(2001AA631050)，研究高频地波雷达接收机的数据采集技术及其实现方法。 数据采集系统是信号与信息处理系统中不可缺少的重要组成部分。在现代雷达系统中，通过数字信号处理的方法来处理雷达信号，需要高速的数据采集系统来提取信息。对于传统的雷达信号接收机，幅相一致性较差。为克服这一问题，人们考虑在中频，甚至射频就对信号数字化，再在数字域内进行解调。同样需要高速的数据采集系统。高频地波雷达要对海洋雷达回波信号提取海洋表面的海流、风场、海浪信息，数据采集是其关键的第一步。数据采集系统的好坏，影响后续的信号处理和各种算法的实现。 采用软件无线电技术设计高频地波雷达的硬件平台是今后的趋势，高频地波雷达采用“一次混频中频带通采样”的方案，因此本文首先介绍了软件无线电中的采样理论，根据高频地波雷达工作机理，结合高频地波雷达的工作体制(线性调频中断连续波，FMICW)，分析了基于软件无线电原理的高频地波雷达对模数转换器(ADC)的要求。随后给出了一种新型高频地波雷达数据采集系统详细的软硬件设计方案，以数字信号处理器(DSP)芯片ADSP21062为核心的作为系统的开发平台，将抖动技术应用到高频地波雷达的中频采样电路中，并对实验结果进行了分析。