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脉冲雷达信号处理系统仿真平台研究

作　者: 唐梓璐
导　师: 姚新宇
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 仿真平台雷达信号处理脉冲多普勒脉冲压缩数据流误差分析
分类号: TN957.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

现代战争是复杂电磁环境下的战争,而雷达占据了举足轻重的地位,其中脉冲雷达又是现代作战中的常用雷达类型,因此对其进行仿真研究有非常实际的意义。雷达信号的接收和处理是雷达的核心部分,因此本文的工作围绕雷达信号处理,力图搭建一个模块化并具有一定通用性的仿真平台,为脉冲雷达的仿真提供支持。雷达的信号处理主要应用于对目标的距离、速度等信息的获取,随着高性能芯片的广泛应用,这一环节更加靠近接收端,其软件化在不断地向前端推进,数字化份额越来越大。对这些数字信号处理模块的共性技术进行分析研究,进而在雷达信号层次建立一套具有一定通用性的仿真模块,并用模块组建成脉冲雷达仿真平台,可以在保证雷达模型可信性的同时又降低仿真建模的复杂度,所建立的仿真平台可以通过参数和模块的调整对不同的雷达进行仿真。本文首先对脉冲体制雷达的信号处理环节进行了分析,侧重对仿真平台系统构架、主要模块及其参数与算法进行了分析;然后针对共性的信号处理模块建立了具有通用性的仿真平台,并应用MATLAB对仿真平台进行了实现;文章最后对两种典型的雷达在所建立的平台上进行了仿真验证,并对数据流和实验结果进行了分析。

全文目录

表目录  7-8
图目录  8-10
摘要  10-11
ABSTRACT  11-12
第一章绪论  12-17
  1.1 引言  12
  1.2 雷达信号处理仿真平台研究的意义  12-14
  1.3 国外、国内研究现状  14-16
  1.4 论文研究的主要内容  16-17
第二章脉冲雷达信号处理系统概述  17-36
  2.1 脉冲多普勒雷达概述  17-19
  2.2 典型脉冲雷达的结构  19
  2.3 距离、速度模糊  19-23
    2.3.1 距离模糊  20
    2.3.2 速度模糊  20-23
  2.4 脉冲重复频率的讨论  23-24
    2.4.1 低PRF  23
    2.4.2 高PRF  23
    2.4.3 中PRF  23-24
  2.5 接收机正交处理  24-26
  2.6 脉冲多普勒雷达探测基本原理  26-30
    2.6.1 多普勒效应  26-27
    2.6.2 PD 雷达信号及其特点  27-28
    2.6.3 多普勒频率的检测  28-30
  2.7 脉冲压缩体制  30-34
    2.7.1 脉冲压缩的原理与应用  30-31
    2.7.2 线性调频信号波形的产生  31-33
    2.7.3 脉冲压缩系统及其对目标的探测  33-34
  2.8 距离门  34-35
  2.9 恒虚警（CFAR）处理  35-36
第三章仿真平台的实现  36-53
  3.1 仿真平台的结构设计  36-38
  3.2 仿真平台信号处理模块的软件设计  38-39
  3.3 仿真系统的参数  39-42
    3.3.1 脉冲多普勒雷达仿真参数设置的讨论  40-41
    3.3.2 脉冲压缩雷达仿真参数设置的讨论  41-42
  3.4 目标的模拟及获取  42-43
  3.5 回波模拟  43-47
    3.5.1 定频发射信号的回波模拟与正交处理  43-44
    3.5.2 线性调频信号的回波模拟与正交处理  44-47
  3.6 多普勒处理仿真  47-48
  3.7 脉冲压缩仿真  48-50
  3.8 距离门采样  50
  3.9 恒虚警处理  50-53
第四章仿真平台的数据流、实验结果及计算量分析  53-69
  4.1 仿真平台多普勒处理部分的数据流分析  53-58
    4.1.1 参数的设置  53-54
    4.1.2 回波生成与正交处理  54-55
    4.1.3 距离门采样  55-56
    4.1.4 脉冲积累、距离门重排与多普勒处理  56-57
    4.1.5 恒虚警处理与目标信息计算  57-58
  4.2 仿真平台脉冲压缩部分的数据流分析  58-62
    4.2.1 参数的设置  59-60
    4.2.2 回波生成与正交处理  60
    4.2.3 脉冲压缩  60-61
    4.2.4 距离门采样  61-62
    4.2.5 恒虚警处理与结果输出  62
  4.3 实验结果与计算误差分析  62-64
    4.3.1 多普勒处理的速度输出分析  63
    4.3.2 多普勒处理的距离输出分析  63-64
    4.3.3 脉压处理的距离输出分析  64
  4.4 仿真平台运行时间分析  64-66
    4.4.1 多普勒系统的分析  64-66
    4.4.2 脉压系统的分析  66
  4.5 仿真平台的计算量分析  66-68
    4.5.1 回波生成与正交处理  66-67
    4.5.2 FFT 处理  67-68
  4.6 仿真平台建立过程中需注意的问题  68-69
第五章结束语  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-74
作者在学期间取得的学术成果  74

脉冲雷达信号处理系统仿真平台研究

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