某二次雷达信号处理模块算法分析及硬件实现

摘要

随着现代武器和飞行技术的发展,对雷达的作用距离、分辨力和测量精度等性能指标提出了越来越高的要求。单脉冲跟踪雷达因具有良好的测距、测速和测角性能而得到了广泛的应用,如果和二次雷达技术结合,可以获得更好的测量结果。某型号单脉冲二次雷达信号处理模块的理论分析、仿真、硬件实现和验证测试是本论文的主要内容。
　　 本文阐述了单脉冲跟踪雷达基本概念,介绍了距离、速度和角度测量与跟踪原理。根据某型号单脉冲二次跟踪雷达的系统需求,选择好信号模型,随后对信号处理模块各功能部分进行了理论分析和仿真,主要包括调制方式、伪随机码产生、数字正交解调、数字脉冲压缩、动目标检测、单元平均选大恒虚警处理、距离测量与跟踪、解角误差等,给出了相应的仿真和计算结果。
　　 在理论分析的基础上,本文介绍了基于多片ADSP—TS101芯片的高性能比幅和／差单脉冲跟踪雷达信号处理系统的研制。该系统采用了并行化和模块化设计,将硬件平台与软件编程相结合,实现了高速传输、实时大容量并行处理。
　　 文章最后提出了信号处理模块的测试方法,并且给出了外场试飞的数据和分析,测试结果表明,该系统满足各项指标要求,性能稳定可靠。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究发展状况

1.3 论文的内容安排

第二章 二次单脉冲跟踪雷达原理

2.1 概述

2.1.1 单脉冲原理

2.1.2 二次雷达特点

2.2 单脉冲雷达信号流程

2.3 距离、速度的测量与跟踪

2.3.1 距离测量与跟踪

2.3.2 速度跟踪与测量

2.4 角度测量原理

2.4.1 比幅单脉冲

2.4.2 角度跟踪实现

第三章 信号处理模块的理论、计算及仿真

3.1 二次信号处理模块整体任务规划

3.2 信号体制选择

3.2.1 脉冲压缩基本原理

3.2.2 编码序列的产生

3.3 数字化接收机理论、设计与仿真

3.3.1 数字化接收机实现原理

3.3.2 数字化接收机仿真计算

3.4 脉冲压缩实现

3.4.1 脉冲压缩原理

3.4.2 脉冲压缩实现方法

3.4.3 多普勒频移对脉压影响及解决方法

3.5 脉冲积累MTD

3.6 恒虚警检测

3.7 距离测量算法

3.7.1 测距范围

3.7.2 测距精度

3.8 角度测量实现

3.8.1 和/差归一化

3.8.2 接收通道的幅相校正

3.9 目标距离跟踪处理

3.9.1 滤波方程

3.9.2 系统稳定性分析

3.9.3 系统暂态特性分析

第四章 二次雷达信号处理模块硬件实现

4.1 硬件框图及模块划分

4.2 硬件功能流程描述

4.2.1 A/D采样存储

4.2.2 脉冲压缩流程

4.2.3 MTD及目标测量

4.3 主要芯片初步选型

4.4 输入输出信号特性

4.5 信号处理板实现方案

4.6 实物图片

第五章 测试及验证

5.1 概述

5.2 室内A/D有效位数测试

5.2.1 地线噪声测试

5.2.2 改进的正弦波测试

5.2.3 试验测试

5.3 室内功能测试

5.3.1 测试系统构成

5.3.2 测量实现

5.4 外场试飞

结束语

致谢

参考文献

研究成果、论文及学术活动