近程探测器信号处理系统的软硬件设计.pdf

南京理工大学
硕士学位论文
近程探测器信号处理系统的软硬件设计
姓名:周超杰
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:李跃华
20070701
摘要关键词:毫米波近程探测系统过采样技术毫米波近程复合探测技术是将毫米波雷达和辐射计相结合,充分利用目标的主动测距和被动辐射特性来完成目标方位判定及目标识别,大大改善了毫米波探测器的性能,是毫米波探测技术的发展趋势。本文研究了近程探测器主被动回波信号的波形特征,通过对实际采集的波形与仿真波形对比,分析了目标识别相关算法。讨论了几种信号预处理的方法,重点分析了过采样技术在探测器信号预处理中的作用。丰富的片内资源以及灵活的外部接口,完成了近程探测器信号处理系统的硬件设计,包括:采样、存储扩展、系统电源、系统时钟等模块,完成了全部系统应用软件的设计,包括:采样、测距、信号预处理和滤波、目标识别等算法,实现了探测器主动测距和被动目标识别功能,编写了相应的程序实现系统的自举加载。最后,对系统进行调试,分析解决了调试中遇到的问题,总结了调试经验。以酒:诵模肅酒咚俚男藕糯砟芰Α
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第一章绪论九十年代以来,在高新电子信息技术的推动下,武器系统的性能得到大幅度的提高,这集中表现在精确制导、高精度传感器系统和近实时的数据处理与通信系统三个方面。在海湾战争中,多国部队使用的各种导弹、末敏弹、末制导炮弹和制导航弹多达五十余种,这标志着能够精确打击目标的弹药己经成为现代战争中的主要突击力在美国国防部年国防科学技术战略关键技术领域关系表中,把精确打击领域与软件的关系列在最优地位,而把精确打击与传感器技术的关系反列为优先地位,从中不难看出信息处理技术在精确制导武器中的重要性。也就是说,多信息的精确探测技术只是为信息的利用提供了必要条件,而这些信息的利用率却取决于信息处理技术。信息处理系统包括两大方面,即信息处理机和信息处理方法布肴砑。为了适用应用系统对信息处理的需求,两方面的技术都得到高速发展:由于寻的制导武器对电子对抗、自动识别、精度、体积等性能指标要求越来越高,数量级的增加,加上信息更新率,相关处理量的增多更增加了对处理机的压力。因此,软件与信息处理方法精确制导武器实现智能化,以及其在复杂的战场环境中能更好地发挥效能,极大程度上依赖软件和信息处理方法。当然,不同的战场环境,不同的作战目标才会有不同的软件和处理方法。其研究的方向也有所不同,但基本的需求还是十分清晰的,即要求武器应能自动搜索和识别目标,能从多目标中选择攻击价值高的目标,能选择目标的要害部位,能够自适应地抗干扰,使制导武器提高智能化程度。本文以主被动毫米波复合探测器为应用背景,设计其信息处理系统。主被动毫米波复合探测器叫毫米波探测技术有主动和被动两种体制。毫米波主动探测即毫米波雷达探测,其探测到的目标信息十分丰富,不仅包括目标的距离、方位和速度,而且可以获得良好的距离、角度和方位分辨力。相对于微波而言,毫米波波长短、波束窄,容易实现宽带调制。因此毫米波雷达能在小的天线口径下实现良好的角度、距离、速度分辨力,具有精度高、抗干扰能力强、低仰角探测性好等优点,但毫米波雷达在近距离作用时,课题背景量。信息处理机的发展促使探测技术向多模复合探测方向发展,与以前探测方式相比,需处理的信息容量成对信息处理机的基本要求是:高速,大存储容量及微小型化。硕十论文近程探测器信号处理系统的软硬件设计
容易产生目标闪烁效应。毫米波被动探测又称为毫米波辐射计,是毫米波辐射信号的高灵敏度接收机,它不发射信号,工作频带宽,具有抗干扰能力强、隐蔽性好、无目标闪烁等优点,但由于作用距离较近,辐射计能获得的目标信息量少。毫米波主被动复合探测器结合了主动探测和被动探测的优点,同时克服了两者的缺点,不仅提高探测距离,消除目标闪烁效应,而且能够获荦导更丰富的目标信息,是毫米波探测技术未来的发展趋势。探测器主动测距系统采用的是脉冲雷达,被动识别系统采用超外差体制的交流辐射计,其系统结构如图所示:探测器的工作原理:系统上电后,信号处理模块处于主动测距模式,探测器不断对地面目标进行扫描,回波信号与本振信号混