冰层厚度探测雷达中频处理电路的设计与实现

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1、心去种成Ａ葦ＩＵＮＩＴＹＯＦＥＩＣＩＥＮＣＥＡＮＤＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＨＡＩＶＥＲＳＥＬＣＴＲＯＮＳＣＴ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＩＸｗ３论文题目冰层厚度擦测雷达中频处理电路的设计与实现学科专业化器科学与技术学号２０１３２１０７０４２７—作者姓名Ｐ东通指导教师童跨教授．＇■，Ｖ／二：山巧己品巧練择霉癸阜讀；嵩柏［坦的赞；ｉ祭巧芯，＼＾苗：弦巧与雀谭马巧’：；＇：：托护這門诗玄巧５货管苟斧卸皆复＾冀密灣毅餐祭＾分类号密级注1UDC冰层厚度探测雷达中频处理电路的

2、设计与实现（题名和副题名）陈通（作者姓名）指导教师童玲教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业仪器科学与技术提交论文日期2016/4/15论文答辩日期2016/5/12学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类IfProcessingCircuitofIceThicknessDetactionRadarDesignandImplementationAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChin

3、aMajor:InstrumentScienceandTechnologyAuthor:ChenTongAdvisor:Prof.TongLingSchool:SchoolofAutomationEngineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文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，除了文中特别加标注和致谢的地方夕ｈ，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。作者签名：日期

4、；年月多日－托盈＿论文使用授权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ｎ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Ｗ将学位论文的全、部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印缩印或扫描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）：作者签名：悼為导师签名＜日期：年＾月曰摘要摘要海洋与人类的生活、经济、发展息息相关，但每年冬季海面结冰及海冰漂移又会带来巨大的损失与灾难。我国近海区域蕴藏着丰富的油气资源、渔业资源，海岸港口的贸易

5、加快了沿海经济的发展，因此必须加强对海冰的监测和预报工作，以采取有效的冰情灾害防御措施。目前已有的探冰雷达系统存在探测效率低或薄冰分辨率低等缺点，无法得到海面薄冰的精确信息。本文提出了一种高精度的便捷海冰探测雷达系统，采用调频连续波(FMCW)雷达方案，设计小型化系统模块，可搭载无人机等其他飞行平台，续航能力强，可实现大范围快速精准探测海冰。本文在介绍了雷达系统的基础知识后侧重叙述了中频电路的分析和设计，为提高雷达系统性能，针对雷达距离分辨率和测距精度的指标要求，分析了中频电路设计中需要遵循的原则。中频电路系统主要包括中频信号处理、主控部分、压控振荡器(VCO)调制信号产生三

6、大模块。其中中频信号处理模块包括前置放大器、自动增益(AGC)放大器、滤波器等部分；主控部分采用ALTERA公司的CycloneIII为核心处理雷达中频信号，多模块并行运行加快了系统工作效率，并添加了SD卡存储模块，用于记录大量的雷达探测数据，保证雷达大范围探测能力；调制信号产生模块对VCO的调频线性度具有重要影响，电路设计了特殊的校正方案以满足雷达系统距离分辨率的要求。除此之外，系统设计了高精度电源模块为VCO及其调制信号模块供电，保证FMCW探冰雷达发射信号的高精度要求。硬件系统的设计难点在于数模混合电路的隔离和保证信号的高信噪比。本设计通过优化布局布线，隔离数字芯片和模

7、拟芯片来增加数模信号隔离度，设计高精密的电源，降低电源纹波噪声，并选用低噪声的芯片，从而充分降低系统内部噪声，提高了中频信号的信噪比。本文最终成果实现了高精度探冰雷达的中频电路硬件制作，并配合射频链路系统组成了FMCW探冰雷达系统。关键词：冰厚探测、FMCW雷达、中频处理、高精度IABSTRACTABSTRACTTheoceaniscloselyrelatedtohumanlife,economyanddevelopment,buteverywinterseaicefreezinganddriftwil