收发一体高频地波雷达系统参数与控制软件设计

摘要

随着雷达技术的发展，雷达系统的小型化、数字化和软件化逐渐成为雷达未来的发展趋势。雷达系统的小型化主要是优化雷达的天线阵列，解决收发共用天线所带来的问题。雷达系统的数字化是系统设计过程中采用数字化波形产生、数字采样、数字信号处理等技术。雷达系统的软件化是对雷达系统的控制功能采用软件编程的方式进行管理，对雷达系统实现灵活控制。
　　收发一体高频地波雷达系统采用的是收发共用天线技术，系统硬件设计采用数字化技术。本文以该系统作为研究对象，对雷达系统的参数和控制软件进行设计。
　　雷达系统参数设计主要是针对雷达波形参数和工作频率进行设计。雷达发射信号以模糊函数为切入点，研究各种信号形式的适用范围。在无距离模糊和无速度模糊的条件下，给定雷达性能指标和目标特性来设计信号波形参数。雷达工作频率的设计是以信杂噪比为切入点，对雷达工作的外部环境进行建模，由最小信杂噪比检测门限推出雷达的工作频率，使雷达的探测范围达到最优。
　　雷达系统时序是雷达系统运行的核心，对系统时序的设计需要了解系统的运行流程。通过分析雷达系统运行的启动周期、辅助周期和探测周期时序阶段各硬件设备的工作状态，根据雷达工作要求设计出雷达系统工作时序图，为后续系统控制软件的设计提供参考。
　　基于对雷达模拟前端硬件设备的组成和功能分析，确定了系统控制软件设计的总体方案。在雷达系统功能和时序流程分析的基础上，采用 Qt软件设计并完成了一套雷达系统控制软件，该控制软件采用模块化设计，可以对设备独立测试，也可以与中央主机和信号处理机建立连接进行整体运行。为了验证雷达系统控制软件的功能，搭建雷达系统控制软件调试环境，并成功验证软件的控制功能。
　　随着雷达技术的发展，雷达系统的小型化、数字化和软件化逐渐成为雷达未来的发展趋势。雷达系统的小型化主要是优化雷达的天线阵列，解决收发共用天线所带来的问题。雷达系统的数字化是系统设计过程中采用数字化波形产生、数字采样、数字信号处理等技术。雷达系统的软件化是对雷达系统的控制功能采用软件编程的方式进行管理，对雷达系统实现灵活控制。
　　收发一体高频地波雷达系统采用的是收发共用天线技术，系统硬件设计采用数字化技术。本文以该系统作为研究对象，对雷达系统的参数和控制软件进行设计。
　　雷达系统参数设计主要是针对雷达波形参数和工作频率进行设计。雷达发射信号以模糊函数为切入点，研究各种信号形式的适用范围。在无距离模糊和无速度模糊的条件下，给定雷达性能指标和目标特性来设计信号波形参数。雷达工作频率的设计是以信杂噪比为切入点，对雷达工作的外部环境进行建模，由最小信杂噪比检测门限推出雷达的工作频率，使雷达的探测范围达到最优。
　　雷达系统时序是雷达系统运行的核心，对系统时序的设计需要了解系统的运行流程。通过分析雷达系统运行的启动周期、辅助周期和探测周期时序阶段各硬件设备的工作状态，根据雷达工作要求设计出雷达系统工作时序图，为后续系统控制软件的设计提供参考。
　　基于对雷达模拟前端硬件设备的组成和功能分析，确定了系统控制软件设计的总体方案。在雷达系统功能和时序流程分析的基础上，采用 Qt软件设计并完成了一套雷达系统控制软件，该控制软件采用模块化设计，可以对设备独立测试，也可以与中央主机和信号处理机建立连接进行整体运行。为了验证雷达系统控制软件的功能，搭建雷达系统控制软件调试环境，并成功验证软件的控制功能。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题的来源及研究内容

1.4 论文结构安排

第2章 收发一体高频地波雷达系统

2.1 收发一体高频地波雷达系统组成

2.2 雷达系统模拟前端硬件组成

2.3 高频地波雷达工作原理

2.4 本章小结

第3章 高频地波雷达系统参数设计

3.1 高频地波雷达系统波形

3.2 雷达系统波形参数设计

3.3 雷达系统工作频率优选

3.4 本章小结

第4章 高频地波雷达系统时序设计

4.1 概述

4.1 雷达系统总时序

4.2 启动周期时序

4.3 辅助周期时序

4.4 探测周期时序

4.5 本章小结

第5章 高频地波雷达系统控制软件设计与调试

5.1 雷达系统控制软件方案设计

5.2 雷达系统控制软件模块设计

5.3 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢