基于脈沖壓縮技術(shù)的船用導(dǎo)航雷達(dá)數(shù)字信號處理設(shè)計(jì).pdf

1、隨著航運(yùn)業(yè)的發(fā)展，船用導(dǎo)航雷達(dá)作為船舶避障、通航、導(dǎo)向的重要設(shè)備，其在基本原理和工程應(yīng)用方面的研究受到越來越多的重視。船用導(dǎo)航雷達(dá)正從傳統(tǒng)的磁控管模式雷達(dá)逐漸向新式的固態(tài)脈沖壓縮和連續(xù)波雷達(dá)過渡，以實(shí)現(xiàn)延長壽命、提高距離分辨力、降低對人體的傷害等目的。但固態(tài)雷達(dá)從射頻前端設(shè)計(jì)到中頻信號處理的技術(shù)相對來說更加復(fù)雜，一次性投入成本更高，這直接影響了固態(tài)雷達(dá)在民用船用導(dǎo)航領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　本文在脈沖壓縮技術(shù)基礎(chǔ)之上，對船用導(dǎo)航雷達(dá)的數(shù)字

2、信號處理模塊提出了新的設(shè)計(jì)思路，即采用單塊 FPGA芯片實(shí)現(xiàn)三種類型的線性調(diào)頻脈沖信號的壓縮以滿足不同的量程和不同的距離分辨力需求，力求獲得低的設(shè)計(jì)成本、較好的通用性以及完備的功能，推動(dòng)固態(tài)體制雷達(dá)技術(shù)在船用導(dǎo)航雷達(dá)領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　該方案完成脈沖壓縮的三種線性調(diào)頻信號時(shí)帶積均為30，時(shí)寬分別為1μs、3?s和6μs，在120MHz的采樣率下經(jīng)數(shù)字下變頻抽取到60點(diǎn)的兩路基帶信號。采用一級CIC濾波器、一級半帶濾波器和一級FIR抽

3、取波器的方案，抽取倍數(shù)較小時(shí)跳過中間級。在匹配濾波器的設(shè)計(jì)中濾波系數(shù)經(jīng)過漢明窗加權(quán)抑制旁瓣，并針對大距離門數(shù)的特點(diǎn)采用優(yōu)化的時(shí)域結(jié)構(gòu)。脈壓預(yù)處理后再經(jīng)過脈沖累計(jì)算法模塊增大信噪比，同時(shí)，恒虛警算法模塊提高目標(biāo)檢測的準(zhǔn)確性。各模塊采用流水的方式由專門的控制模塊統(tǒng)一調(diào)度。
　　本文還設(shè)計(jì)了中頻信號處理板卡，包括 FPGA的最小系統(tǒng)及其外圍芯片的電路。其中，高速 AD芯片可滿足200MHz帶寬以內(nèi)的信號采集，網(wǎng)口芯片可實(shí)現(xiàn)100Mbps