【摘要】：線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)高度表具有很長的發(fā)展歷史,相比于其他類型的高度表,其具有輻射功率小、設(shè)備設(shè)計(jì)簡單、測距精度高、無距離盲區(qū)、重量輕、體積小以及不受天氣影響等優(yōu)點(diǎn)�；谶@些優(yōu)點(diǎn),LFMCW雷達(dá)高度表在航天、航空和航海等軍事領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。近幾年,隨著高度表的應(yīng)用環(huán)境越來越復(fù)雜以及人們對(duì)高度表的性能要求越來越高,研究出一款兼容性強(qiáng)、精度高和實(shí)時(shí)性能好的雷達(dá)高度表具有重要意義。本文重點(diǎn)研究基于FPGA的雷達(dá)高度表設(shè)計(jì),針對(duì)高度表中的信號(hào)處理方法進(jìn)行詳細(xì)分析并給出系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案,最終完成對(duì)該雷達(dá)高度表的驗(yàn)證。本論文闡述LFMCW雷達(dá)的基本結(jié)構(gòu)及測高原理,并對(duì)面目標(biāo)回波模型進(jìn)行仿真分析,對(duì)比分析恒定差拍頻率和恒定調(diào)制周期兩種工作體制高度表的優(yōu)缺點(diǎn)。論文中還闡述了柵欄效應(yīng)、噪聲和多普勒效應(yīng)對(duì)高度表測量精度的影響,對(duì)多種頻譜分析方法的原理進(jìn)行深入探究,并對(duì)這些方法在單個(gè)目標(biāo)和多個(gè)目標(biāo)下進(jìn)行matlab仿真分析。本系統(tǒng)采用多通道恒定差拍頻率的工作體制,所有數(shù)字信號(hào)處理過程均由FPGA獨(dú)立完成,FPGA具有強(qiáng)大的并行信號(hào)處理能力和很強(qiáng)的靈活性,適合本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的分析和驗(yàn)證。本實(shí)驗(yàn)在高度表系統(tǒng)中加入自檢模塊、功率控制模塊和高度校準(zhǔn)模塊,有效提高了系統(tǒng)的自適應(yīng)性、穩(wěn)定性和通用性。系統(tǒng)將4m~10000m的測量高度范圍分為非均勻的五個(gè)區(qū)間,每個(gè)區(qū)間對(duì)應(yīng)不同的恒定差拍頻率值,在低高度時(shí)采用較小的恒定差拍頻率值,有效解決飛行器飛行在低高度時(shí)由于采樣點(diǎn)數(shù)不足導(dǎo)致系統(tǒng)靈敏度過低的問題,而在高高度時(shí)采用較大的恒定差拍頻率值,克服飛行器飛行在高高度時(shí)由于調(diào)制時(shí)間過長導(dǎo)致系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能較差的缺點(diǎn)。為了準(zhǔn)確求出差拍信號(hào)的頻率值,本實(shí)驗(yàn)將多種頻譜分析方法通過FPGA實(shí)現(xiàn),并對(duì)三種頻譜細(xì)化方法下的FPGA資源使用情況進(jìn)行對(duì)比分析,通過高度表模擬測試儀對(duì)各方法的性能進(jìn)行測試分析。綜合各方法的優(yōu)點(diǎn),將Chirp-Z變換和ZFFT變換相結(jié)合作為本高度表系統(tǒng)的信號(hào)處理方法。該方法下的高度表系統(tǒng)不但解決了低高度靈敏度差和高高度實(shí)時(shí)性能差的問題,而且FPGA的資源使用率得到下降,系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)處理速度也得到了提升,有效降低了工程成本。最終通過無人機(jī)掛飛實(shí)驗(yàn)對(duì)高度表系統(tǒng)的功能進(jìn)行驗(yàn)證,并達(dá)到各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。
【圖文】：

互之間可以進(jìn)行合并提供更大的電流，合并方法如圖 4.1 所示。4A4A4A4A4A4A8A4A12A16ALTM4644EY 電源芯片的通道組合方式輸出端的電阻與輸出電壓之間的關(guān)系為：60.4( )( 1)0.6FBOUTkNRV (4-1)中 N 為合并通道個(gè)數(shù)，OUTV 為輸出電壓的大小。由圖 4.2 可知，，過90.9k 、60.4k 、30.1k 和13.3k 大小的電阻得到1.0V 、1.2V 輸出電壓供數(shù)字信號(hào)處理板使用。

圖4只+12勺和+SV
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN958;TN791

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本文編號(hào)：2600061