探析时域超宽带窄脉冲的产生及回波采样系统的设计与实现

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1、论文题目时域超宽带窄脉冲的产生及回波采样系统的设计与实现学科专业控制理论与控制工程指导教师刘晓云副教授作者姓名王帮耀班学号200520705010分类号密级UDC学位论文时域超宽带窄脉冲的产生及回波采样系统的设计与实现（题名和副题名）王帮耀（作者姓名）指导教师姓名刘晓云副教授电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请学位级别硕士专业名称控制理论与控制工程论文提交日期2008.3论文答辩日期2008.5学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人2008年月日注1注明《国际十进分类法UDC》的类号独创性声明本人声明所呈交的学位论文

2、是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印

3、、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要超宽带穿墙探测雷达(UWB-TWDR)是一种能够隔墙探测和定位的新型雷达系统,它可以对建筑或掩体内的可疑目标(人)进行外部的非入侵式探测,并对建筑物内的运动目标进行监测,可以广泛的应用于大规模城区巷战、反恐斗争和人质救援行动。本文作为超宽带穿墙探测雷达试验系统的一部分，研究了超宽带窄脉冲产生技术和回波信号采集系统两方面，包括相关硬件和软件设计。穿墙雷达探测目标需要靠天线发射超宽带极窄脉冲，因此本文介绍了应用于超宽带穿墙探测雷达的极窄脉

4、冲产生技术。首先介绍了一种可用于超宽带穿墙雷达的脉冲发生电路，讨论并分析了UWB中几种常用窄脉冲产生方法的特点及其局限性。基于雪崩三极管和射频双极性晶体管的雪崩特性，设计并制作了UWB脉冲电路发生器，指出电路中需要注意的事项及改进脉冲性能的方法，并获得亚纳秒级的超短、快速前沿的单极性UWB脉冲，幅度为28V，宽度为958ps。目标的所有信息包含在回波信号里，但由于发射脉冲极窄，导致回波信号带宽很大（大于1GHz），一般采样无法实现对回波信号的采集，为此设计了等效采样系统。首先介绍了等效采样和锁相环的基本原理，基于高精度时钟芯片AD9510设计了超低

5、抖动的时钟源；为对时钟源的输出频率进行步进延时，应用MC100EP196设计了可编程延时电路；对于采集回来的回波数据，需传至PC做数据处理后成像，因此应用USB2.0协议将采样后数据传到PC上。为此介绍了USB2.0芯CY7C68013A芯片的功能结构和工作原理，并完成和采样芯片AD9215的硬件设计。最后介绍了CY7C68013A的固件框架，并对框架中主要函数进行了介绍，基于GPIF接口方式进行了固件编写。USB设备必须依靠驱动和电脑通讯，因此介绍了驱动识别方法。本文采用VC++作为开发平台，使用Cypress提供的库，并编写了上位机程序。经测试

6、系统传输速率达30Mbps，能很好的满足数据传输要求。关键词：UWB，脉冲发生器，等效采样，USB2.0IAbstractAbstractUltraWidebandThrough-the-wallDetectingRadar(UWB-TWDR)isanewradarsystem,whichcandetectthesuspiciousobjectswithoutintrusionandsurveilthemovingtargetsinsidethebuildingorblindage.Itcanbewidelyusedforurban-warfare

7、,counter-terrorismandhostagerescue.AsapartoftheUWB-TWDRexperimentsystem，thisarticlediscusssesthetechnologyofUWBpulsegeneratorandtheechodatacollection,includeingthehardwareandsoftwaredesign.UWB-TWDRgetstheinformationofobjectsbyemittingUWBpluse.SothethetechnologyofUWBpulsegenera

8、torisdiscussedatfirst.Apulsegeneratorusedinthroughthewallultr