基于USRP的OFDM脉冲雷达的设计与实现

《基于USRP的OFDM脉冲雷达的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码：10663学号：15010200804贵州师范大学硕士学位论文基于USRP的OFDM脉冲雷达的设计与实现DesignandImplementationofOFDMPulseRadarBasedonUSRP专业名称：物联网与数字化制造专业代码：0812Z2研究方向：射频感知与传感网络技术申请人姓名：施燕峰导师姓名：胡圣波（教授）2018年5月30日摘要OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交频分复用）雷达由于具有大时宽带宽积，良好的抗干扰性能，较高的频谱利用率和易于数字化处理等优点备受关注。

2、近年来，随着数字信号处理器功能不断的增强，基于软件无线电的雷达的研究与应用非常活跃。软件无线电和雷达的结合产生了许多新体制和新概念雷达，软件雷达、OFDM雷达就是其中重要方向。OFDM雷达没有采用经典的线性调频波形，而是采用宽带OFDM波形，既提高频谱效率，也改善了测距分辨率。基于NI公司的USRPRIO2943R（UniversalSoftwareRadioPeripheralReconfigurableI/O）平台，充分利用平台高效的可配置能力和LabVIEW强大的图形编程功能，论文构建了一种具有功能可配置的OFDM雷达原型，测试并分析了雷达主要技

3、术指标，具体开展了如下工作：1、OFDM雷达相关理论和技术的研究。在论述雷达基本原理、雷达方程、模糊函数、雷达种类、OFDM原理等内容的基础上，分析了OFDM雷达的波形正交特性、峰均比、系统组成等重要内容，为OFDM脉冲雷达的建模和原型实现提供理论支持。2、基于MATLAB的OFDM脉冲雷达的建模和分析。首先，将OFDM和雷达结合，建立了OFDM脉冲雷达的模型；然后，描述了模型中的发射单元，对OFDM波形的帧格式和主要参数作了详细的描述；接着，介绍了接收和信号处理单元的基本原理，证明了该信号处理方法不仅适用于单目标的检测，也适用于多目标的检测；最后，基

4、于OFDM波形和周期图的功率谱估计方法，仿真了发射信号的功率谱，波形的模糊函数，并对回波信号进行了分析。3、基于USRP的OFDM脉冲雷达的原型实现。基于软硬件协同开发理念，充分利用USRP可配置的特点，开发了基于USRP和LabVIEW的OFDM脉冲雷达原型。首先，介绍了USRP平台，主要包括LabVIEW和NIUSRPRIO2943R两部分；然后，提出了OFDM脉冲雷达原型的框架，重点介绍了相关硬件的型号和参数；接着，结合所开发的LabVIEW环境下的收发机软件，介绍了雷达的工作步骤；之后，基于USRP的FPGA核心芯片，实现了64QAM-OFDM

5、和16PSK-OFDM两种波形的灵活配置；最后，在三个静止目标的场景下进行了测距，将接收到的目标回波数据导入MATLAB环境进行处理，验证了基于USRP实现IOFDM雷达的可行性和有效性。关键词：OFDM雷达，波形设计，模糊函数，USRPIIABSTRACTOFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,orthogonalfrequencydivisionmultiplexing)radarhasattractedmuchattentionbecauseofitslargetime-bandwidthprod

6、uct,goodanti-jammingperformance,highspectrumefficiencyandeasydigitalprocessing.Inrecentyears,withthecontinuousenhancementofthefunctionofdigitalsignalprocessors,theresearchandapplicationofradarbasedonsoftwareradioisveryactive.Thecombinationofsoftwareradioandradarhasproducedmanyne

7、wsystemsandnewconceptradars.SoftwareradarandOFDMradarareimportantdirections.TheOFDMradardoesnotusetheclassicalLFMwaveform,butusesthebroadbandOFDMwaveform,whichnotonlyimprovesthespectrumefficiency,butalsoimprovestherangingresolution.BasedontheUSRPRIO2943R(UniversalSoftwareRadioPe

8、ripheralReconfigurableI/O)platformofNIcompany,t