LFMCW雷达实验系统的硬件设计

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要调频连续波技术已经十分成熟，在雷达中得到了广泛的应用。本文首先回顾了LFMCW雷达的特点和应用，简单分析了LFMCW雷达的测距基本原理。然后论述了LFMCW实验雷达的系统结构及其工作过程。压控振荡器扫频非线性对测量精度的影响非常大。本文首先分析了压控振荡器的非线性现象及原因，然后采用了一种基于开环方式的校正方案—预畸变校正方法，对其进行校正。信号处理单元采用TI公司的新型定点数字信号处理器TMS320VC5410e其最大的特点就是内部具有64K高速RAM，这样免得系统外扩RA

2、M，提高了系统的可靠性。信号处理器对零中频采样数据进行FFT，提取目标的距离信息，通过串口通信，将距离信息传递给显示单元。同时DSP还进行了对压控振荡器的非线性校正、控制系统的同步运行等工作。对目标距离的显示，采用了单片机控制液晶模块的显示单元。利用DSP的标准串口，将距离信息传递给单片机的串口，控制显示面板。本设计中采用了大规模可编程逻辑芯片(CPLD)。这样使得系统的体积减小，性能和可靠性得到了提高，并且修改和调试也变得十分简单。在系统的软件设计及调试工作中，采用模块化设计思想，这样简化了调试的工作量，同

3、时对程序的维护和升级也变得易于进行。本课题完成了LFMCW实验雷达的硬件设计、部分软件设计及系统调试，使其能够实现对近距离静止目标的测试。关健词LFMCW;DSP;预畸变哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAsweknown,FMCWtechniquehasbeenverymatureandhasbeenappliedinmanyfields.ThepaperfirstlyreviewsthemainfeaturesandapplicationsoftheLFMCWradar,thensimplya

4、nalysesthebasicmeasuringdistanceprincipleoftheLFMCWradar,atlastdisscrtatestheconfigurationandworkingprocessoftheLFMCWexperimentalradarsystem.TheVCO'snonlinearityhasagreateffectupontheaccuracyofmeasurement.ThepaperanalysesthereasonandphenomenonoftheVCO'snonl

5、inearityanddiscussesakindofcorrectingtechniquewhichisbasedontheopenedloop--pre-aberrancetechniqueWeusethenewtypefix-pointdigitalsignalprocessTMS320VC5410ofTICorporationassignalprocessingunit.Itsmarkedfeatureishaving64khighspeedRAMon-chip,weneednotexpandIMAM

6、outwards.Itimprovesthesystem'sdependability.Signalprocessgetstheobject'sdistanceinformationthroughapplyingFFTtothezeroIFsamplingdataandtransfersthedistanceinformationtothedisplayunitthroughserialport.Atthesametime,DSPcorrectstheVCO'snonlineari诊andcontrolssy

7、stem'ssynchrorunning.Thedisplayunitofthedistanceinformationadoptsthemethodofwhichusesthesingle-chiptocontroltheLCDmodule.Wecontrolthedisplaypanelbytransferringthedistanceinformationtotheserialportofthesingle-chipthroughthestandardserialportontheDSP.Thedesig

8、nadoptsCPLDtodecreasethesystem'svolumeimprovingthecapabilityanddependability.Atthesametime,wesimpli勿thedebugcourseDuringsoftwaredesigninganddebuggingofthesystem,thepaperadoptstheidesofmodularizationdes