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1、南京理工大学 硕士学位论文 伪码调相中断连续波雷达信号处理系统的设计与实现 姓名：刘春 申请学位级别：硕士 专业：通信与信息系统 指导教师：谢仁宏 20100601 硕士论文伪码调相中断连续波雷达信号处理设计与实现 摘要 在现代战争中，雷达有着不可估量的作用。近程地面侦察雷达可以对入侵的敌方步 兵，坦克等地面活动目标进行全天候的监视。伪码调相中断连续波作为种新体制，能 够有效提升地面侦察雷达的性能，受到国内外广泛的关注与研究。 论文首先分析伪码调相中断连续波雷达的回波信号模型，然后讨论了地面雷达的噪 声和杂波环境，采用零记忆非线性变换法( Z M N L ) 产生了韦布尔( W e i b u
2、 l l ) 分布的杂 波信号，用直方图法和概率图法验证了杂波分布的正确性。在此基础上，设计实现了基 于M A L T A B 的伪码调相中断连续波雷达信号处理系统，能够对模拟回波信号和采集的 雷达回波信号进行完整的信号处理。处理模块包括匹配滤波、旁瓣抑制、距离门重排、 功率谱估计、恒虚警检测。通过计算机仿真得出了满足系统性能要求、适合于硬件实现 的信号处理算法，其中包括设计1 3 位巴克码的旁瓣抑制滤波器( 即R G 滤波器) ，使其 抽头加权个数大大减少，特别适合数字处理。对杂波环境中活动目标回波信号处理的结 果，验证了本文设计的算法可以正确的检测到目标并得到目标的距离、速度、强度等信 息
3、。 最后讨论了D S P 软件设计的一般流程，设计实现了基于T M S 3 2 0 C 6 4 1 6 信号处理器 的信号处理软件，完成了C C S 环境下的软件调试以及在信号处理硬件平台上的功能测 试。外场实验结果验证了本文设计的信号处理系统的有效性及正确性。 关键字：雷达，中断连续波，伪码调相，信号处理 A b s t r a c t 硕上论文 A b s t r a c t I nm o d e mw a r s ，r a d a rp l a yai m m e a s u r a b l er o l e ，s h o r t r a n g es u r v e i l l a n
4、 c er a d a rc a n i n v a s i o no fi n f a n t r y , t a n ka n do t h e rg r o u n dm o v i n gt a r g e ta r o u n dt h ec l o c k P s e u d o r a n d o m C o d ei n t e r r u p t e dc o n t i n u o u sw a v es y s t e mc a l le f f e c t i v e l yi m p r o v et h ep e r f o r m a n c eo fg r o
5、u n d s u r v e i l l a n c er a d a r T h eP s e u d o r a n d o mC o d ei n t e r r u p t e dc o n t i n u o u sw a v e ，a san e ws y s t e m ， c a ni m p r o v et h ep e r f o r m a n c eo fg r o u n ds u r v e i l l a n c er a d a r , a n dw i d e s p r e a dc o n c e r na n d r e s e a r c h F
6、i r s t l yt h ep a p e ra n a l y z e st h ee c h om o d e lo fP s e u d o r a n d o mC o d ei n t e r r u p t e dc o n t i n u o u s w a v er a d a ra n dd i s c u s s e st h en o i s ea n dc l u t t e ri nt h ew o r k i n ge n v i r o n m e n t T h e nac l u t t e r s i g n a l o fW e i b u nd i
7、s t r i b u t i o ni ss i m u l a t e db yM A L T A Bu s i n gz e r om e m o r yn o n l i n e a r t r a n s f o r m a t i o n ( Z M N L ) ，a n dt h ec o r r e c t n e s so fc l u t t e rd i s t r i b u t i o ni s v e r i f i e d 、i t l lt h e h i s t o g r a ma n dp r o b a b i l i t yd i s t r i b
8、u t i o nd i a g r a m O nt h a tb a s i s ，t h eP s e u d o r a n d o mC o d e i n t e r r u p t e dc o n t i n u o u sw a v er a d a rs i g n a lp r o c e s s i n gs y s t e mi sd e s i g n e da n di m p l e m e n t e db y M A L T A Bt h a ta b l et op r o c e s so ft h es i m u l a t i o ne c h o
9、s i g n a la n dr a d a rs i g n a l T h ep r o c e s s i n g m o d u l ei n c l u d e sp u l s ec o m p r e s s i o n ，r e a r r a n g e r m e n to ft h ed a t a , p o w e rs p e c t r u me s t i m a t i o n a n dC F A R S i g n a lp r o c e s s i n ga l g o r i t h mi so b t a i n e db yc o m p u
10、t e rs i m u l a t i o n ，w h i c hs a t i s f i e s t h er e q u i r e m e n t so ft h es y s t e ma n di ss u i t a b l ef o rh a r d w a r ei m p l e m e n t a t i o n T h ea l g o r i t h m i n c l u d e st h ed e s i g no fs i d e l o b es u p p r e s s i o nf i l t e ro f13B a r k e rc o d et
11、h a ti se s p e c i a l l ys u i t a b l e f o rd i g i t a lp r o c e s s i n g T h ep r o c e s s i n gr e s u l t so ft h ee c h os i g n a li nc l u t t e rv e r i f yt h a tt h e a l g o r i t h md e s i g n e di nt h i sp a p e rC a nd e t e c tt h et a r g e ta n dg e tt h ed i s t a n c e ，s
12、 p e e d ，s t r e n g t ha n d o t h e ri n f o r m a t i o na b o u ti t I nt h ee n do ft h ep a p e r , f l o wc h a r to ft h es o f t w a r ed e s i g no nD S Pi nt h es y s t e md e s i g n w i l lb ei n t r o d u c e d T h e nd e s i g nt h eD S Ps o f t w a r eo ft h e s i g n a lp r o c e s
13、 s i n gb a s e do n T M S 3 2 0 C 6 416a n dm a k et e s ta f t e rt h ea l g o r i t h ma n dp e r f o r m a n c ee v a l u a t i o na r ec o m p l e t e d i nt h eh a r d w a r ep l a t f o r m T h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t sv e r i f yt h ee f f e c t i v e n e s sa n dc o r r e c t n
14、e s so f t h ea l g o r i t h m K e yw o r d ：R a d a r , I n t e r r u p t e dc o n t i n u o u sw a v e ，P s e u d o r a n d o m c o d ep h a s e m o d u l a t i o n ， S i g n a lp r o c e s s i n g n 声明 本学位论文是我在导师的指导下取 ! 导的研究成果，尽我所知，在 本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他入已经发 表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学
15、历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均 已在论文中作了明确的说明。 研究生签名： 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅 或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送 交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对 于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。 研究生签名：过盘卜年f 月吖日 硕1 ：论文伪码调相中断连续波雷达信号处理系统的设计与实现 1 绪论 1 1 论文研究的背景与意义 在高技术常规战争中的今天，取得作战的胜利，夺取信息优势是其中最重要的因素 之一，以雷达为代表的战场感知系统在战争中对胜
16、负起着至关重要的作用n 1 。地面侦察 雷达作为军用雷达中的一大分支，能够侦察敌方的步兵、车辆、坦克等活动目标并获取 它们的运动信息。但是，在强的杂波环境下，目标回波淹没在杂波和噪声中，地面雷达 要探测到目标并提取出目标信息有很大的困难，一方面要求要有良好的地杂波抑制性 能，另一方面要求有良好的探测活动目标的能力。 高科技的发展也为雷达技术提供了更多的技术支持，使过去不能实现或难以实现的 雷达技术成为可能，雷达系统能够采用更为复杂、灵活的信号形式和信号处理方式，因 而获得一些优异的性能。中断连续波雷达又称准连续波雷达，就是在这样的技术背景 下产生的，它把连续波雷达技术和脉冲多普勒雷达技术结合起来，使雷达信号既像连续 波雷达信号一样，具有大的时宽带宽积，使雷达同时具有距离和速度的高分辨率；又采 用脉冲雷达体制发射、接收分时工作的方式，彻底解决了连续波雷达发射信号的泄漏问 题，增加了作用距离，同时还克服了脉冲雷达峰值高的缺点，具有低截获概率特性和抗 有源干扰能力n ，。中断连续波雷达以其固有的优点，近年来倍受世界各国的青睐
