雷达线性调频脉冲信号.ppt

雷达线性调频脉冲信号.ppt雷达线性调频脉冲信号的数字脉压处理基于FPGA的线性调频脉压仿真
学生:佘辰俊
指导老师:
4/9/2018
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雷达线性调频脉冲信号的数字脉压处理
1 概述
2 线性调频信号的描述
3 脉冲压缩的工作原理
4线性调频脉冲信号脉压的Matlab仿真
5 VerilogHDL实现FPGA数字脉压仿真
6固化到FPGA板中进行实时运行并测试给出脉压结果
7结束语
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雷达线性调频脉冲信号的数字脉压处理
1 概述
线性调频脉冲信号是雷达中使用的一种波形,这种波形主要有如下优点:
能可以获得较高的距离分辨率;
提高雷达的作用距离;
具有较好的抗干扰能力和低截获概率特性。
发射时采用大脉宽可用于提高雷达的占空比并降低脉冲峰值功率以获得好的低截获概率特性,接收时采用相应的脉冲压缩技术将宽脉冲压缩为窄脉冲以获得较高的距离分辨率,同时获得较好的信杂比,这样就解决了分辨率的问题,同时解决了低脉冲峰值功率对雷达作用距离影响的问题。
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雷达线性调频脉冲信号的数字脉压处理
1 概述
雷达中脉冲压缩的主要方法:
用表面声波(SAW)器件产生调频信号和压缩信号;
用数字电路进行相位调制和压缩;
在DSP器件上通过软件编程实现数字脉冲压缩;
用现场可编程门阵列(FPGA)器件实现数字脉冲压缩。
本课题主要是利用FPGA开发试验板,对雷达中使用的线性调频脉冲信号进行脉冲压缩研究。目的是寻找一种用FPGA实现线性调频脉冲压缩的方法,以便用以雷达中,对减小雷达的体积、重量和功耗作贡献。
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雷达线性调频脉冲信号的数字脉压处理
1 概述
本文基于FPGA在频域实现脉冲压缩进行研究。通过脉冲压缩理论分析和Matlab仿真,并用Matlab和Modelsim软件联合仿真,在QuartusⅡ开发工具上用VerilogHDL语言编写软件,通过仿真测试后,将软件固化到FPGA中进行调试和测试,最后将Matlab仿真成功的结果与FPGA实现的结果比较,验证系统的正确性。
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雷达线性调频脉冲信号的数字脉压处理
2 线性调频信号的描述
低功率射频单元
发射机
雷达天线
接收机
A/D变换
脉冲压缩
频谱分析目标检测
目标跟踪
视频处理
视频显示
定时器
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雷达线性调频脉冲信号的数字脉压处理
2 线性调频信号的描述
。
S(t)= A*rect( )*
。
雷达发射的线性调频信号为被方波调制的射频信号S(t)。
不考虑目标的移动即移动目标的多普勒频率fd为0,雷达天线接收到的回波信号为:
sr(t)= rect(
)×exp(
)
sr(t)= rect(
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3 脉冲压缩的工作原理
脉冲压缩处理的目的:是要将一个宽脉冲线性调频信号压缩为一个窄脉冲信号。

雷达线性调频脉冲信号的数字脉压处理
在平稳高斯白噪声背景下,从希望在接收端获得最大输出信噪比这个想法出发,可以推导出匹配滤波器,根据资料推导,使线性调频脉冲经过滤波器后能够获得最大信噪比的滤波器为线性调频脉冲匹配滤波器。线性调频脉冲信号的匹配滤波器的频谱特性为输入线性调频脉冲信号频谱的共轭。即
h(t)=sr(t0-t)。
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匹配滤波器
h(t)
y0(t)= h(t)* sr(t)
sr(t)
将线性调频脉冲信号与匹配滤波函数进行卷积,卷积后的信号包络为sin(x)/x形式,是一个典型的sinc函数形式。通过匹配滤波器卷积后,宽脉冲就被压缩为一个sinc函数形式信号。
雷达线性调频脉冲信号的数字脉压处理
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将sr(t)= rect(t/T)×exp(Jπkt2),h(t)=sr(t0-t)带入
y0(t)= h(t)* sr(t)整理得:

y0(t) =T sinc(πBt)rect( t/2T)
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