發(fā)布時(shí)間：2021-11-28 07:44

　　合成孔徑雷達(dá)（Synthetic Aperture Radar,SAR）一種高分辨率雷達(dá)。近幾十年,隨著硬件平臺(tái)性能和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展,SAR雷達(dá)在軍事和國民領(lǐng)域的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Φ玫搅藰O大的提高。頻率步進(jìn)波形（Stepped frequency,SF）是近年來被廣泛使用在高精度雷達(dá)的一種波形。通過發(fā)射和接收一組具有不同載頻的相參脈沖信號(hào),雷達(dá)使用距離像合成來得到高分辨距離像從而減小系統(tǒng)的瞬時(shí)帶寬。在SAR雷達(dá)中使用SF信號(hào)可以在提高SAR雷達(dá)的距離分辨率時(shí),降低雷達(dá)接收機(jī)帶寬和采樣率。本論文基于某科研項(xiàng)目,結(jié)合微波三維成像技術(shù),完成了三維頻率步進(jìn)SAR雷達(dá)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與信號(hào)處理實(shí)現(xiàn)。與傳統(tǒng)的系統(tǒng)相比,本系統(tǒng)具有三維空間分辨能力,準(zhǔn)確性更高;環(huán)境干擾小,便于外場測量;而且結(jié)構(gòu)簡單,設(shè)備造價(jià)低。本論文首先討論了雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中涉及的雷達(dá)信號(hào)理論,對(duì)頻率步進(jìn)信號(hào)、中頻采樣定理、數(shù)字下變頻技術(shù)、雷達(dá)后向投影算法（Back Project,BP）進(jìn)行了研究和原理推導(dǎo),并對(duì)BP算法進(jìn)行了仿真。然后根據(jù)給出的系統(tǒng)指標(biāo),設(shè)計(jì)了雷達(dá)硬件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案,并對(duì)系統(tǒng)的指標(biāo)進(jìn)行論證。該雷達(dá)系統(tǒng)由射頻分機(jī)... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

天線外形實(shí)物圖

第三章雷達(dá)硬件系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)29LTC2107IF輸入CLK_10MAD_CLKAD9516AD_EXT_REF_CLKXC7K325FFG900時(shí)鐘控制時(shí)鐘輸入時(shí)鐘輸入XC7Z100GTXLVDSRS485輸入/輸出RS422輸入/輸出SFP千兆接口(UDP)PHY千兆接口(TCP/IP)DDR3QSPI_FLASHQSPI_FLASH電源+12V@3A(數(shù)字)/+12V@1A（模擬）時(shí)鐘SFPRJ45航空插座SMASMASMADDR3光接口物理層接口存儲(chǔ)芯片存儲(chǔ)芯片時(shí)鐘發(fā)生器模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片存儲(chǔ)芯片存儲(chǔ)芯片圖3-12中頻信號(hào)采集模塊組成結(jié)構(gòu)圖圖3-13模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖XC7K325TFFG900核心處理器用于中頻信號(hào)采集模塊，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)回波信號(hào)采集控制、外部通信、數(shù)字下變頻和數(shù)據(jù)傳輸功能實(shí)現(xiàn)。Zynq-7000擴(kuò)展平臺(tái)用于模塊實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸，協(xié)議解析，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸功能。如圖3-12所示，時(shí)鐘發(fā)生器通過外部三個(gè)參考時(shí)鐘輸出驅(qū)動(dòng)XC7K325TFFG900核心處理器和LTC2107芯片的工作時(shí)鐘，并由XC7K325TFFG900核心處理器控制。同時(shí)XC7K325TFFG900核心處理器還通過航空插座與外部設(shè)備分別按照RS485和RS422電平標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信。

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文342)通過用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UserDatagramProtocol,UDP)接口傳輸采集的回波數(shù)據(jù)和機(jī)箱狀態(tài)信息給服務(wù)器，并且以一秒的時(shí)間為間隔，在服務(wù)器上的終端軟件中解析后顯示運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的實(shí)時(shí)位置。3)終端控制軟件下發(fā)給PS端的指令信息使用UDP接口接收并根據(jù)協(xié)議解析，然后通過LVDS總線通道轉(zhuǎn)發(fā)給PL端。4.2串口通信協(xié)議FPGA實(shí)現(xiàn)中頻信號(hào)采集模塊與外部通信，包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和射頻分機(jī)的硬件時(shí)序控制，分別使用RS485接口和RS422接口，應(yīng)用的是UART傳輸協(xié)議。在UART串口協(xié)議中，串口不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，其輸出電平保持為高。串口發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)先發(fā)1位低電平表示串口數(shù)據(jù)發(fā)送開始；然后發(fā)送4~8位的數(shù)據(jù)位，數(shù)據(jù)按由低到高的順序發(fā)送；本次協(xié)議使用10位傳輸數(shù)據(jù)長度，包括1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位終止位，波特率為115200bps。協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸格式如圖4-2。串口通信模塊是異步通信，所以為了預(yù)防串口通信模塊在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的情況，在實(shí)際設(shè)計(jì)中串口的工作時(shí)鐘設(shè)置為波特率的16倍。該模塊的FPGA實(shí)現(xiàn)如圖4-3所示。011第n個(gè)字節(jié)流數(shù)據(jù)起始位停止位空閑位LSBMSB8位有效數(shù)據(jù)位圖4-2UART的數(shù)據(jù)傳輸格式圖4-3UART通信模塊RTL級(jí)視圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電子對(duì)抗中基于交互式多模型的機(jī)載雷達(dá)輻射控制[J]. 宋天明,唐敏.  電子世界. 2019(22)
[2]基于集中式MIMO雷達(dá)的多目標(biāo)跟蹤功率分配優(yōu)化算法[J]. 李正杰,謝軍偉,張浩為,蔡保杰,葛佳昂.  空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(05)
[3]寬帶頻率捷變和復(fù)雜調(diào)制信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)[J]. 朱健,顧軍,朱衛(wèi)國.  電子測量技術(shù). 2019(02)
[4]基于有源相控陣技術(shù)的雷達(dá)數(shù)據(jù)通信研究[J]. 張建立,王明娟.  信息技術(shù)與信息化. 2018(11)
[5]現(xiàn)代雷達(dá)信號(hào)處理的技術(shù)和發(fā)展趨勢探討[J]. 于德洋.  中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2018(20)
[6]復(fù)雜軌跡合成孔徑雷達(dá)后向投影算法圖像流GPU成像[J]. 韋順軍,蒲羚,張曉玲,師君.  電訊技術(shù). 2016(08)
[7]探地雷達(dá)低頻天線在工程勘探中的應(yīng)用[J]. 薛建,梁文婧,劉立家,劉明輝,申文斌,黃茜,楊衛(wèi)明.  物探與化探. 2015(06)
[8]一種逆V頻率步進(jìn)雷達(dá)的速度估計(jì)方法[J]. 蔡飛,樊世杰,范紅旗,付強(qiáng).  雷達(dá)科學(xué)與技術(shù). 2011(01)
[9]頻率步進(jìn)探地雷達(dá)的SAR成像處理方法[J]. 蔚建斌,陳自力,江濤.  火控雷達(dá)技術(shù). 2009(04)
[10]調(diào)頻連續(xù)波SAR改進(jìn)的頻率尺度變換算法（英文）[J]. 江志紅,皇甫堪,萬建偉,程翥.  Chinese Journal of Aeronautics. 2007(04)

博士論文
[1]基于亞奈奎斯特采樣的寬帶信號(hào)頻譜感知技術(shù)研究[D]. 劉長劍.電子科技大學(xué) 2019
[2]SAR高精度成像方法研究[D]. 胡克彬.電子科技大學(xué) 2017
[3]雙基地SAR與線陣SAR原理及成像技術(shù)研究[D]. 師君.電子科技大學(xué) 2009

碩士論文
[1]雷達(dá)寬帶數(shù)字接收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 曲月.長春理工大學(xué) 2019
[2]空間目標(biāo)的SAR/ISAR成像方法研究[D]. 張澤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[3]寬帶遠(yuǎn)距離雷達(dá)回波模擬器實(shí)現(xiàn)[D]. 張成發(fā).電子科技大學(xué) 2018
[4]基于高分辨一維距離像的目標(biāo)特征提取及融合識(shí)別研究[D]. 周毅.電子科技大學(xué) 2018
[5]基于取樣鎖相與數(shù)字鎖相技術(shù)鎖相環(huán)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 馮越江.西安電子科技大學(xué) 2017
[6]前斜視高分辨SAR成像算法研究[D]. 林煥.重慶大學(xué) 2017
[7]寬帶單脈沖雷達(dá)接收系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 何少華.北京理工大學(xué) 2016
[8]77GHz汽車防撞雷達(dá)系統(tǒng)一些關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 徐俊.東南大學(xué) 2015
[9]頻率步進(jìn)雷達(dá)信號(hào)處理與波形生成技術(shù)研究[D]. 陳靜超.北京理工大學(xué) 2015
[10]步進(jìn)頻率線性調(diào)頻脈沖雷達(dá)離散時(shí)間信號(hào)處理[D]. 張長沙.湖南大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3524005