步進頻率脈沖雷達系統(tǒng)接收機的設計.pdf

1、隨著我國大跨度公路鐵路橋梁建設的蓬勃發(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)點而備受關注。利用步進頻率信號技術與業(yè)已成熟的干涉測量技術，所形成的微波干涉測量技術，已經(jīng)成為一種新型的大型建筑物變形監(jiān)測技術。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計，并對其變

2、形監(jiān)測的中的關鍵技術進行了研究。
　　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計。研究和對比了兩種可能的接收機結構，最終選擇超外差接收機結構作為接收方式；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，并結合步進頻率脈沖雷達的技術要求，設計了一種最佳的下變頻方法，最終得到完整的數(shù)字中頻接收機的設計方案。
　　再次，在步進頻率脈沖雷達接收機的基礎上，對其中的幾種關鍵技術進行了研究。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合步進頻率技術和干涉測量技術，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，