FMCW雷达高度表数字信号处理技术研究

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1、万方数据FMCW雷达高度表数字信号处理技术研究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，也不包含为获得中国工程物理研究院或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。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。学位论文作者签名：拙．签字日期：2∞》年午月，j日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解并接受中国工程物理研究院研究生部有关保存、使用学位

2、论文的规定，允许论文被查阅、借阅和送交国家有关部门或机构，同时授权中国工程物理研究院研究生部可以将学位论文全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。学位论文作者签名：习奄荔友．签字日期：二叼，年勺月B日导师签名：签字日期：∞—广年l阴7乎日万方数据FMCW雷达高度表数字信号处理技术研究摘要雷达高度表是一种通常安装在飞行载体上，用于测量载体与地面(或者海面)之间相对高度的无线电装置。它通过测量发射电磁波和回波的时间延迟测量高度。具有精确度高、体积小等特点。近年来雷达高

3、度表技术取得了长远的发展，己广泛应用于各种航天、航空、军事设备中。141调频连续波(FMCW：FrequencyModulationContinuousWave)雷达高度表具有低发射功率、低截获率、小型固态化、大时间带宽积，以及高抗有源干扰性等一系列优点。[21但传统模拟信号处理方法都存在其固有缺点：拍频测高方法虽然简单，硬件实现容易，但存在严重的量化误差问题，精确度较差；谐波测高利用单根谱线测高，信噪比得到改善，但频谱的利用率太小；频谱前沿测高要求所测谱线为第一根谱线，其对低通滤波器的滤波特性要求较高。基于以

4、上特点，本文设计了一种全数字化信号处理方案，在恒差拍体制基础上，利用FFT(快速傅立叶变换)数字测频，并通过全FPGA实现。通过仿真和实际上板试验，证明了该方案在提高测高精确度和减小系统体积方面确实比传统方法有所改善。关键词：调频连续波；雷达高度表；快速傅立叶变换；恒差拍；FPGA万方数据FMCW雷达高度表数字信号处理技术研究ABSTRACTRadaraltimeterwhichWaSusedtomeaSurethealtitudeofanaircraftthroughmeasuringthetimeelaps

5、ingbetweenthetransmissionofanelectromagneticwaveanditsreturnafterreflectedbythegroundhasthecharacteristicsofhighprecisionandsmallsize．Sincethedevelopmentofradaraltimeter,ithasmiscellaneousapplicationtheseyearsfromnavigatingtomilitary．FrequencyModulationConti

6、nuousWaveradarakimeterhaStheexcellenceoflowpower，lowprobabilityofbeingdetected，smallsolidification，widetime—bandwidthproduct，highanti—active-jammingandSOon．whiletherealwaysaresomeflawsintraditionalmethodofsignalprocessing：altimetermeasuringusingbeatfrequency

7、iseasyandeffortlesslyrealizing，butthelargequantizationerrorbringsonthelowprecision；measuringusingharmonicimprovesthesignal·-to··noisebuttheutilizationratiooffrequencyspectrumistoolowandmeasuringusingtheleadingedgeoffrequencyspectrumrequireshighfiltercharacte

8、ristics．Becauseofthesetraits，adesignandimplementationofall—digitalradaraltimetersignalprocessorbasedonFFTandconstantbeat·frequencyisproposedinthispaper,andrealizedthroughFPGA．Thesimulationandact