基于多通道的LFMCW雷达信号处理与实现研究

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线性调频连续波雷达具有较高的距离分辨率以及造价低、系统功耗小的优点,其广泛应用于军事和民用领域。随着可编程逻辑器件与数字信号处理器的高速发展,线性调频连续波雷达信号处理系统的处理能力以及处理速度得到了很大的提升。线性调频连续波雷达理论与脉冲雷达的信号处理理论相结合,使得获取目标信息手段更加灵活。本课题设计实现了一种线性调频连续波雷达信号处理系统,适用于机载雷达导弹预警。本文重点研究了线性调频连续波雷达信号处理相关算法以及方案设计与实现。线性调频连续波雷达信号处理器对中频接收信号进行数据处理,从而得到导弹的距离速度以及角度信息。本文依据设计需求完成了整个系统的FPGA软件设计与实现,并且进行了系统测试。本文的主要内容分为四个部分。1、介绍了线性调频连续波雷达相关信号处理理论,包括脉冲压缩、动目标检测、波束形成、和差波束测角等。2、完成了线性调频连续波信号处理系统仿真研究。设计了线性调频连续波雷达信号处理方案:选择了基于功率倒置的LMS(最小均方)算法抑制强直达波信号的干扰;为了得到导弹的距离和速度信息,采用了脉冲压缩算法和动目标检测算法;为了获取导弹的角度信息采用了和差波束测角算法。根据系统设计方案进行系统仿真,通过对仿真结果分析验证了系统理论上可行。3、实现了线性调频连续波信号处理系统的FPGA软件设计。分析系统所需要实现的功能并将其分为多个功能块进行设计,包括:直达波对消模块、和差波束形成模块、脉冲压缩模块、目标信息获取模块。采用MODELSIM对每个模块进行功能仿真验证,通过对功能仿真结果分析得出模块逻辑正确。4、进行对直达波对消模块上板测试,分析对消效果以及干信比对对消效果的影响。对线性调频连续波雷达信号处理板进行系统测试,通过在线测试验证了本设计已达到项目要求。
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