步進頻率脈沖雷達系統(tǒng)接收機的設(shè)計.pdf

1、隨著我國大跨度公路鐵路橋梁建設(shè)的蓬勃發(fā)展，監(jiān)測這類橋梁的動態(tài)特性對其安全運營、維護和設(shè)計變得越來越重要。因此，橋梁的變形監(jiān)測成了其中一項必不可少的工作。步進頻率信號以其高距離分辨率，接收端瞬時帶寬小等優(yōu)點而備受關(guān)注。利用步進頻率信號技術(shù)與業(yè)已成熟的干涉測量技術(shù)，所形成的微波干涉測量技術(shù)，已經(jīng)成為一種新型的大型建筑物變形監(jiān)測技術(shù)。本文針對橋梁的變形監(jiān)測，對步進頻率脈沖雷達的整個系統(tǒng)進行了研究，尤其對雷達接收機部分進行了仿真與設(shè)計，并對其變

2、形監(jiān)測的中的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究。
　　首先，本文研究了步進頻率信號的基本原理。分析了步進頻率信號的一般信號形式及其頻譜特點，重點研究了步進頻率信號的一般信號處理過程，即高分辨率一維距離像的成像過程；詳細分析了步進頻率雷達的性能參數(shù)及其設(shè)計原則。
　　其次，對步進頻率脈沖雷達系統(tǒng)的接收機部分進行了分析和設(shè)計。研究和對比了兩種可能的接收機結(jié)構(gòu)，最終選擇超外差接收機結(jié)構(gòu)作為接收方式；分析和比較了模擬和數(shù)字兩種正交解調(diào)方式，選取了數(shù)

3、字正交解調(diào)方式；分析研究了多種數(shù)字下變頻方式，并結(jié)合步進頻率脈沖雷達的技術(shù)要求，設(shè)計了一種最佳的下變頻方法，最終得到完整的數(shù)字中頻接收機的設(shè)計方案。
　　再次，在步進頻率脈沖雷達接收機的基礎(chǔ)上，對其中的幾種關(guān)鍵技術(shù)進行了研究。包括：接收同波信號數(shù)據(jù)校正算法研究；多目標物體一維距離成像中的幾種目標提取算法研究以及結(jié)合步進頻率技術(shù)和干涉測量技術(shù)，對遠程多目標物體位移監(jiān)測算法的研究。
　　最后，在MATLAB仿真平臺下對整個步進頻

4、率脈沖雷達系統(tǒng)進行了詳細地設(shè)計與建模。具體分析了其在仿真系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。主要包括：步進頻率發(fā)射信號的產(chǎn)生和本振信號的設(shè)計，回波信號分析，回波信號接收，數(shù)據(jù)采集，以及信號的處理。在信號產(chǎn)生部分，分析了步進頻率信號的產(chǎn)生過程和本振信號的設(shè)計方式；在回波分析部分，使用了幾種回波統(tǒng)計模型，并在MATLAB上分析比較了其對目標成像和位移測量的影響；在信號接收部分，分析了數(shù)字中頻接收機的中頻選擇和帶寬選擇，并通過仿真對其進行了驗證；在信號處理部分，