探照一體雷達(dá)導(dǎo)引頭是指使用地面雷達(dá)發(fā)射的用于自身探測目標(biāo)的信號作為導(dǎo)引頭的照射信號。時間同步與頻率同步是探照一體雷達(dá)導(dǎo)引頭正確測量目標(biāo)距離與速度的基礎(chǔ)。本文針對探照一體體制雷達(dá)導(dǎo)引頭對目標(biāo)的距離與速度測量問題,開展了信號處理算法的設(shè)計(jì)與軟件實(shí)現(xiàn)的工作。首先,針對探照一體體制下雷達(dá)導(dǎo)引頭、目標(biāo)與地面照射雷達(dá)的坐標(biāo)關(guān)系建立了模型,完成了雷達(dá)導(dǎo)引頭接收的回波信號與直波信號建模;針對探照一體雷達(dá)導(dǎo)引頭接收信號間的同步問題,設(shè)計(jì)了一種直波信號與回波信號之間的時間同步與頻率同步方法,并完成了信號處理算法設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)距離與速度的正確測量;通過仿真驗(yàn)證了算法的正確性和有效性。其次,完成了基于FPGA+DSP架構(gòu)的信號處理軟件實(shí)現(xiàn),設(shè)計(jì)了軟件的執(zhí)行時序,規(guī)劃了 DBF處理器與信號處理器的任務(wù)分工。完成了 DBF處理器回波信號的寬、窄帶信號數(shù)字下變頻、波束形成與組幀發(fā)送,完成了基于MGT接口的DBF處理器與信號處理器之間波束形成后數(shù)據(jù)高速交互,完成了信號處理器FPGA信號預(yù)處理、FPGA與DSP之間的SRIO高速數(shù)據(jù)交互。通過對FPGA軟件設(shè)計(jì)優(yōu)化,提高了軟件的可靠性。最后,本文對設(shè)計(jì)的FPGA軟件各個模塊在硬件平臺上進(jìn)行了調(diào)試驗(yàn)證,驗(yàn)證了該信號處理算法與軟件程序的正確性。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN957.51;TJ765.331
【部分圖文】：

探照一體雷達(dá)導(dǎo)引頭照射信號為地面雷達(dá)發(fā)射的探測信號，導(dǎo)引頭工作在半主動尋逡逑的狀態(tài)，接收的回波信號為目標(biāo)對探測信號的反射信號？。逡逑探照一體雷達(dá)導(dǎo)引頭系統(tǒng)中地面照射雷達(dá)、導(dǎo)彈和目標(biāo)的空間位置如圖２．１所示。逡逑／邋邐Ｊ邋邐１Ｙ逡逑圖２．１探照一體雷達(dá)導(dǎo)引頭建模坐標(biāo)示意圖逡逑以地面照射雷達(dá)為坐標(biāo)原點(diǎn)，導(dǎo)彈位于Ｍｏ點(diǎn)，目標(biāo)位于ｒ0點(diǎn)。正北方向?yàn)椋S正逡逑方向，正西方向?yàn)椋佥S正方向，右手螺旋定則確定Ｚ軸正方向。模型建立時假設(shè)導(dǎo)彈逡逑與目標(biāo)分別沿彈目連線運(yùn)動。圖中各變量說明如下：逡逑見：照射雷達(dá)到目標(biāo)的初始距離逡逑辦：導(dǎo)彈到目標(biāo)的初始距離逡逑５逡逑

＾｛ｓｉｎｃ［（／邋＋邋／０）ｒ／ＪＳ－ｍ－－＾＋－＾ｆｆｉｘｅｘｐ［－７Ｘ／邋＋邋／0Ｘ＾－ｌ）７；］｝逡逑２邐ｓｍ邋７ｒ（ｆ邋＋邋ｆ０）Ｔｒ逡逑圖２．３所示為有限長ＨＰＲＦ－ＰＤ信號的頻譜圖。從頻譜示意圖可以看出，譜線呈梳齒逡逑狀，梳齒的間隔為１／７；，齒寬為１／ＡＴ，．，齒間間隔是齒寬的ＪＶ倍。在脈沖個數(shù)７Ｖ增加的逡逑足夠多時，齒寬越小，而梳齒間間隔保持不變，這樣可以提高ＨＰＲＦ－ＰＤ波形的速度分逡逑辨力。另一方面，高重頻使得齒間間隔很大，從而可探測的多普勒頻率范圍更大［３１］。逡逑７逡逑

圖２．３邋ＨＰＲＦ－ＰＤ信號頻譜圖逡逑設(shè)定在一個ＣＰＩ周期內(nèi)，導(dǎo)彈與目標(biāo)的飛行方向、飛行速度等參數(shù)保持恒定，根據(jù)逡逑圖２．１中的空間坐標(biāo)關(guān)系，導(dǎo)引頭收到的直波信號表達(dá)式為逡逑＾邋ｔ－ｎＴ邋—ｔ邋（ｔ）逡逑＼（０邋＝邋４．ＺＲｅｃｔ（邐＇Ｔ邋Ｚ，ｎ邋）ｅｘｐ［ｊ２＜／０＋－邋ｒｚｎ（０）邋＋邋７＞Ｊ邐（２．５）逡逑？＝０邐』逡逑直波信號延時為逡逑ｒ－？（ｒ）』ＵＣ0和，邐（２．６）逡逑Ｃ逡逑直波信號中包含的多普勒頻率為逡逑ｆｄｘｔ）＝Ｙ－Ｍｃ－｛ｒＪ１邐（２．７）逡逑Ａ逡逑其中，p何輩ㄐ藕歐齲夢饉�，ⅹ发射信号波长，％为洁]盞鬧輩ㄐ藕懦蹕�。辶x系家方郵盞幕夭ㄐ藕瘧澩鍤轎義涎砸唬椋藻濉澹藻澹ǎ簦╁義希蓿

本文編號：2813172