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1、南京理工大学硕士学位论文解决多普勒敏感问题的PRC-CW雷达信号处理的研究姓名：季鹏申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：是湘全20090530硕士论文解决多普勒敏感问题的P R C C W 雷达信号处理的研究摘要伪码调相连续波雷达的扩频特性和大时宽使其具有良好的“四抗“ 能力，因此在工程实践中得到了广泛的应用，但实际应用中伪码调相连续波雷达存在如何解决相位编码雷达中的旁瓣问题、多普勒敏感等问题。本文针对伪码调相连续波( P R C c w ) 雷达信号的多普勒敏感性，提出了一种扩展多普勒容限的新方法，该方法将单频信号和伪码调相信号结合起来，采用两种波形交替发射，在利用F F T 得
2、到目标对应多普勒频率的基础上，构造相应的多普勒补偿信号进入距离门进行脉压F F T ，消除了原有的多普勒容限的影响。F P G A 是上世纪八十年代发展起来的数字技术，具有体积小、精度高、速度快、稳定性好等特点。本文将F P G A 技术引入到伪码调相连续波雷达信号处理系统，提高了雷达系统的集成化。本论文在伪码调相连续波雷达课题组研究的基础上，设计实现解决伪码调相连续波雷达多普勒敏感问题的信号处理。论文的内容安排如下：第一章介绍了伪码调相连续波雷达的研究背景；第二章介绍了伪码调相连续波雷达的工作原理，伪码的选择，对回波信号的时域和频域都进行了公式的推导和分析，并提出扩展多普勒容限的新方案；第三
3、章介绍F P G A 软硬件开发环境；第四章详细阐述信号处理的各个模块以及信号处理的整体实现；第五章是F P G A 和m a t l a b 的联合使用；第六章对全文进行了总结，指出设计中的不足和须改进的地方。关键字：伪码调相连续波雷达多普勒敏感F P G AI P 技术相关累积A b s t r a c t硕十论文A b s t r a c tP s e u d o - R a n d o mC o d eC W ( P R C - c w ) r a d a ri sp l a y i n gam o r ea n dm o r ei m p o r t a n tr o l ei nt
4、 h ee n g i n e e r i n gp r a c t i c eb e c a u s eo fi t ss p r e a d i n gs p e c t r u ma n dw i d et i m es p a n b u ti tr e m a i n ss o m ep r o b l e m si np r a c t i c es u c ha sh o wt os o l v et h ep r o b l e mo fs i g n a ls i d e - l o b e ，D o p p l e rs e n s i t i v e ，a n dS Oo
5、 n T os u p p r e s st h eD o p p l e rs e n s i t i v i t yo fp s e u d or a n d o mc o d ec o n t i n u o u sw a v e ( P R C c w ) r a d a rs i g n a l ，an o v e lm e t h o di sp r e s e n t e d I tu t i l i z e sac o m p o s i t es i g n a li n c l u d i n gs i n g l ef r e q u e n c ys i g n a l
6、a n dp s e u d or a n d o mp h a s e c o d e ds i g n a lw h i c ha r ec a s c a d e d T h eD o p p l e rf r e q u e n c i e so ft a r g e t sa r ef i r s t l ye s t i m a t e db a s e do nF F Tm e t h o da n dt h eD o p p l e rc o m p e n s a t e ds i g n a lC a nb ec o n s t r u c t e d T h ee f f
7、 e c to fD o p p l e rf r e q u e n c yo nt h ec o r r e l a t i o nd e t e c t i o nc a nb ee f f i c i e n t l ys u p p r e s s e db yp r o c e s s i n gt h ec o m p e n s a t e ds i g n a lw i mp u l s ec o m p r e s s i o n F F T F P G Ai sad i g i t a lt e c h n o l o g yd e v e l o p m e n ti
8、n19 8 0 s F P G Ah a sm a n ya d v a n t a g e si ns m a l lv o l u m e ，h i g ha c c u r a c y , h i g hs p e e da n ds t a b i l i t ya n dS Oo n T h i sp a p e rw i l li n t r o d u c eF P G At e c h n o l o g yi n t oP R C - C Wr a d a rt od e v e l o pt h ei n t e g r a t i o no fr a d a rs y s
9、 t e m I nt h eb a s i so fP R C C Wr e s e a r c hg r o u p ，t h i st h e s i sw i l lp r o p o s ean e wm e t h o dt os o l v et h ep r o b l e mo fD o p p l e rs e n s i t i v e T h ea r r a n g e m e n t sf o rt h i st h e s i sa r ea sf o l l o w s ：T h ef i r s tc h a p t e ri sa b o u tt h eb
10、 a c k g r o u n do ft h eP R C - C Wr a d a r T h es e c o n dc h a p t e rd e s c r i b e st h ep r i n c i p l eo fP R C - C Wa n dw h i c hp s e u d ow ec h o o s e T h ea c h i e v e m e n to ft h ee c h o Sf o r m u l ab o t hi nt i m ep e r i o da n di nf r e q u e n c yp e r i o dC a na l s
11、ob ef o u n ds t e pb ys t e pi nt h i sc h a p t e r T h et h i r dc h a p t e rg i v e st h eh a r d w a r ea n ds o f t w a r ee n v i r o n m e n tf o rF P G A C h a p t e rF o u re l a b o r a t eo nd e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fs i g n a lp r o c e s s i n gi nd e t a i l T h e
12、n e x tc h a p t e ri sa b o u tt h ec o m b i n a t i o no fm a t l a ba n dF P G A F i n a l l y , t h el a s tc h a p t e ri sa b o u tt h es u m m a r y。o ft h ef u l lt e x t ，a n dp o i n t i n go u tt h ed e f i c i e n c i e si nt h ed e s i g na n dt h ep o s s i b l ei m p r o v e m e n ti
13、 nt h ef u t u r e K e yw o r d s ：P R C - C WD o p p l e rs e n s i t i v i t yF P G AI Pt e c h n o l o g yI Ic o r r e l a t i o na c c u m u l a t i o n声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人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：年月日学位
14、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：年月日硕士论文解决多普勒敏感问题的P R C C W 雷达信号处理的研究1 绪论1 1 引言随着现代战争的同益高科技化，电子对抗在现代战争中的地位也越来越重要。雷达是现代电子战的主要目标，对雷达的威胁有很多方式。各种形式的无源干扰和有源干扰会使雷达丧失作战效能。反辐射导弹的攻击是对现代雷达的最大威胁uJ 。这就要求现代雷达不仅要有较高的检测目标的能力，而
15、且要有极强的抗各种干扰的能力和低的截获概率性能。因此雷达必须突破传统的模式，开发研制新型体制的雷达，在现代高科技电子战环境下确保生存，并发挥出雷达应有的技术性能。伪码调相连续波雷达【2 3 J 是用码字对载频信号调相后作为发射波形的雷达，这种具有扩频特性的发射波形不仅克服了脉冲雷达的矛盾，同时在雷达对抗中具有了特殊的优势。首先具有很强的相关性，要对信号进行检测必须在接收端实现同步解调进行相关接收，否则不能对信号进行解调。相关解调完成频谱扩展至压缩的频带转换过程，所以有很高的处理增益，使雷达系统具有多址、低截获概率、抗干扰、抗衰落等一系列独特的特性【4 J 【5 】【6 1 。其次有很高的时宽带
16、宽积，扩频信号是在白噪声基础上产生的“准白噪声“ ，具有白噪声的统计特性【7 】，其模糊函数是理想的“图钉型“ ，故有很高的距离分辨力。再次，可选择的伪随机码类型多，伪随机码可选择不同的码长，同一码长又可选择不同的码型。因此侦查接收机与雷达发射信号同步相关进行信号检测的可能性很小，具有较强的抗干扰能力。但伪码调相信号的模糊图是图钉型决定了其是多普勒敏感信号，即抗多普勒频偏能力差，随着目标多普勒频率的增大，压缩后的输出的主旁瓣比将降低，严重时甚至会使雷达不能正常工作。多普勒敏感问题是限制伪码调相连续波雷达用于跟踪快速目标的关键所在，本文针对这一问题，提出了一种新的扩展多普勒容限的方法。该方法将单频信号和伪码调相信号结合起来，采用两种波形交替发射，在利用F F T 方法得到各目标对应多普勒频率的基础上，构造相应的多普勒补偿的信号再进入距离门进行脉压F F T 处理，消除了原有的多普勒容限的影响，使该体制雷达可以用于近程高速目标的搜索和跟踪。1 2 研究背景伪码调相连续波雷达的发展和码字的发展息息相关，因为码字的选择很大程度上决
