FMCW雷达高度表信号处理方法研究与实现

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1、１澇料？种專硕士学位论文Ｉ１９；ＦＭＣＷ雷达高度表信号处理方法｜研究与实现作者姓名廖志佳指导教师姓名、职称罗丰教授企业师姓名、职称张文祥研究员申请学位类别工程硕士学校代码10701学号1502121325分类号TN95密级公开西安电子科技大学硕士学位论文FMCW雷达高度表信号处理方法研究与实现作者姓名：廖志佳领域：电子与通信工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：罗丰教授企业导师姓名、职称：张文祥研究员学院：电子工程学院提交日期：2018年6月ResearchandImplementationofSigna

2、lProcessingMethodofFMCWRadarAltimeterAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationsEngineeringByLiaoZhijiaSupervisor:LuoFengTitle:ProfessorSupervisor:ZhangWenxiangTitle:ResearchFellowJune2018摘要摘要雷达高度表是众多飞

3、行器中不可或缺的机载电子设备，它能准确测量飞行器载体与地面之间的高度，已经广泛应用于各种军用和民用设备中。调频连续波（FMCW）恒定差拍频率体制雷达高度表具有抗干扰性强、无距离盲区、发射功率低、重量轻和体积小等一系列的优点。针对用户的需求越来越高以及雷达高度表的应用场景越来越复杂，人们对雷达高度表的性能也提出更高的要求。本论文的目的是设计并实现一种对干扰有较强抵抗能力，对地形地貌、气候等环境有很强的自适应性，以及具有高可测范围、高实时性、高稳定性的雷达高度表数字信号处理系统。本系统在FMCW技术的基础上，采用了恒定差拍频率体制，在提取面目标差拍信号的频

4、谱前沿之前，设计了较窄带宽的带通滤波器对差拍信号进行滤波处理，这样能滤掉面目标差拍信号中的绝大部分干扰，大大增强了系统的抗干扰性。为了满足系统对地貌、气候和高度等环境具有自适应性的要求，本文设计了功率控制模块和差拍信号幅度控制模块。系统可以根据接收功率和差拍信号幅度的大小，能分别控制发射功率和差拍信号幅度增益的大小，这样能使得系统在反射性强的环境下发射功率较小，在反射性弱的环境下发射功率较大，从而保证了系统在不同的反射环境下接收功率不至于太小或太大而影响其正常工作。同时，这样做也降低了系统被截获的概率。而且，本系统对不同的高度采用了不同的处理方法，系统

5、将整个测量高度分为四个区间，对每个高度区间算法的参数进行了设计，既能保证系统的高高度测量范围，也能提高系统的工作效率。另外，系统设计了比较强健的高度搜索和高度跟踪等算法，保证了系统测量结果的稳定性和可靠性。最后，基于对系统实时性以及复杂算法的考虑，本系统基于FPGA+DSP的架构来设计并实现FIR、FFT等相关的数字信号处理，最终完成系统功能。关键词：雷达高度表,调频连续波,恒定差拍频率体制,自适应性,高度搜索与跟踪IABSTRACTABSTRACTRadaraltimetersareindispensableairborneelectronicdev

6、icesinmanyaircraft.Theycanaccuratelymeasurethealtitudeofaircraftcarriersandtheground.Theyhavebeenwidelyusedinvariousmilitaryandcivilianequipment.FrequencyModulationContinuousWaveRadaraltimetersofconstantbeat-frequencyhasaseriesofadvantagessuchasstronganti-interference,nodistance

7、blindzone,lowtransmissionpower,lightweightandsmallvolume.Asthedemandforusersisgettinghigherandhigher,andtheapplicationsceneofradaraltimetersisbecomingmoreandmorecomplex,peoplehavealsoputforwardhigherrequirementsontheperformanceofradaraltimeters.Thepurposeofthispaperistodesignand

8、implementaradaraltimeterdigitalsignalprocessing