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LFMCW雷达信号处理方法及实现研究

苗书立  
【摘要】:线性调频连续波(LFMCW)雷达是一种通过对连续波进行频率调制来获得距离与速度信息的雷达体制。由于其具有无距离盲区、高距离分辨率、低发射功率、结构简单等优点,近年来受到广泛关注,理论、关键技术和应用得到迅速发展。 LFMCW雷达也存在着作用距离短、运动目标距离-速度耦合等缺点。为了克服该雷达体制的缺点,其信号处理的研究热点集中在LFMCW雷达的目标检测与参数估计方法研究、运动目标距离-速度去耦合方法研究等。随着信号处理技术的发展和数字信号处理器(DSP)芯片性能的不断提高,LFMCW雷达信号处理方法及DSP实现也不断发展,相关的新理论、新技术和新应用层出不穷。 本文根据LFMCW雷达信号处理方法及DSP实现的相关研究成果,结合某LFMCW雷达系统的实际需求,负责该雷达信号处理系统的研制。该工作作为一个完整雷达系统的重要组成部分,涵盖了方案设计、算法理论研究、硬件研制、软件实现、系统联调等工程项目研制的全过程。本文承担的主要工作如下: 完成了该信号处理系统方案设计; 负责数据采集电路研制,成功进行了数据采集板与DSP板的联调; 进行了信号处理算法设计及仿真,推导出多周期LFMCW雷达在高斯白噪声情况下点目标回波信号的最佳接收机结构;采用“MTD-频域配对法”实现距离-速度去耦合,对其中的有关处理方法做了改进; 以课题组购买的基于双片ADSP-21160M DSP芯片和PC/104-Plus结构的信号处理板作为硬件平台,用汇编语言实现了该LFMCW雷达系统的主要信号处理算法。软件仿真和硬件调试的结果表明达到了项目设计要求。 研究结果表明,信号处理系统在功能上符合雷达系统的要求,测试得到的主要指标达到了项目设计要求。


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