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跟踪雷达系统中的电子跟踪器设计与实现

作　者: 雷欣
导　师: 高西全；徐宝连
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 跟踪雷达 电子跟踪器 滤波器 卡尔曼滤波器 控制系统设计
分类号: TN953
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


本文从跟踪雷达系统产品研制的实际问题出发,对跟踪雷达系统的电子跟踪器进行了改进设计,以便提高跟踪雷达系统的性能指标。跟踪雷达系统由雷达、平台系统和电子跟踪器等组成。跟踪雷达系统是一个很复杂的线性定常参数控制系统,特别是,在要求大幅度提高系统性能指标的情况下,跟踪雷达系统设计难度增大。本文采用系统分析和系统仿真相结合的方法对跟踪雷达系统进行改进设计。这是一种简便、实用的设计方法,并采用了卡尔曼滤波技术,使系统指标有了很大的提升。通过跟踪雷达系统设计和仿真研究,选择和确定了电子跟踪器的结构参数,达到了提高跟踪雷达系统性能指标之目的,从而得到一个满足指标要求的最优型的电子跟踪器。本文首先对跟踪雷达系统进行模型分析,给出了电子跟踪器模型、雷达等效模型及平台系统等效模型；并分析了本次设计要处理的关键技术。其次采用系统分析和系统仿真相结合的方法对跟踪雷达系统进行改进设计,提出改进后的跟踪雷达系统电子跟踪器结构参数。最后对跟踪雷达系统进行仿真实验,检验跟踪雷达系统设计是否能到达指标要求。改进后的电子跟踪器,大大提高了跟踪雷达系统的稳定性、跟踪精度和跟踪速度。采用DSP单片机实现,能使电子跟踪器体积更小,实现简单、调整参数维修方便。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-15
  1.1 跟踪雷达系统简介  7-11
    1.1.1 跟踪雷达系统基本工作原理  8-9
    1.1.2 国内外发展概况  9-11
  1.2 跟踪雷达系统基本组成  11-12
  1.3 本论文的背景及意义  12-13
  1.4 性能指标要求及设计要求  13-14
    1.4.1 主要性能指标  13
    1.4.2 跟踪雷达系统输出信号  13
    1.4.3 电子跟踪器设计要求  13-14
  1.5 主要工作与论文结构安排  14-15
第二章 跟踪雷达系统设计模型分析及系统的关键技术  15-21
  2.1 跟踪雷达系统设计模型分析  15-18
    2.1.1 电子跟踪器模型  15
    2.1.2 跟踪雷达平台系统等效模型  15-18
  2.2 跟踪雷达系统的关键技术  18-20
    2.2.1 系统带宽选择  18-19
    2.2.2 控制系统回路增益选择  19-20
    2.2.3 控制系统的滤波器  20
  2.3 小结  20-21
第三章 跟踪雷达系统中电子跟踪器的设计  21-39
  3.1 电子跟踪器模型参数  21-22
  3.2 电子跟踪器模拟电路设计过程  22-30
    3.2.1 一阶滤波器  23-24
    3.2.2 有源微分RC网络  24-26
    3.2.3 低通滤波器  26-30
  3.3 电子跟踪器数字化设计过程  30-37
    3.3.1 电子跟踪器模型  30
    3.3.2 双线性变换法设计电子跟踪器  30-33
    3.3.3 电子跟踪器编程流程  33-36
    3.3.4 电子跟踪器采用DSP实现的优点  36-37
  3.4 小结  37-39
第四章 采用卡尔曼滤波提高跟踪雷达系统的性能  39-47
  4.1 卡尔曼滤波的关键技术  39-40
  4.2 卡尔曼滤波方程  40-41
  4.3 离散卡尔曼滤波方程组  41-42
  4.4 卡尔曼滤波的特点  42
  4.5 卡尔曼滤波仿真结果  42-43
  4.6 离散卡尔曼滤波器计算流程图  43-45
  4.7 小结  45-47
第五章 跟踪雷达系统仿真试验  47-55
  5.1 跟踪雷达系统过渡过程仿真  49
  5.2 跟踪雷达系统的频率特性仿真  49-50
  5.3 跟踪雷达系统跟踪目标能力  50-54
    5.3.1 斜坡输入信号系统跟踪能力  50-51
    5.3.2 斜坡输入信号跟踪误差  51-52
    5.3.3 正弦波信号跟踪能力  52
    5.3.4 正弦波信号跟踪误差  52-54
    5.3.5 正弦波速度信号跟踪误差  54
  5.4 小结  54-55
第六章 总结与展望  55-57
  6.1 关于电子跟踪器实现问题  55-56
    6.1.1 电子跟踪器用DSP实现的特点  55
    6.1.2 电子跟踪器用模拟电路实现的特点  55-56
  6.2 结论  56
  6.3 系统设计的不足  56-57
致谢  57-59
参考文献  59-61
附录 跟踪雷达系统优选参数  61-64

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达跟踪系统
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