微變形遙測雷達(dá)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、經(jīng)濟(jì)和科技的高速發(fā)展促進(jìn)了建筑業(yè)的不斷突破，世界各國先后出現(xiàn)了大量的超高壓過江塔、大型橋梁、摩天大樓以及大型水庫大壩等大型建筑。然而，在使用的過程中，這些大型建筑物或其中的構(gòu)件會(huì)發(fā)生一定的變形，特別是在災(zāi)害天氣中，建筑物變形的尺度會(huì)加大，有時(shí)甚至超出安全形變的范圍，進(jìn)而引發(fā)災(zāi)難性后果。因此，對這些建筑物變形的監(jiān)測為其安全使用提供了保證。本文旨在研究利用遙測雷達(dá)實(shí)現(xiàn)檢測大型建筑物的微變形，并探討實(shí)現(xiàn)過程中一系列問題的解決方案。主要研究內(nèi)容

2、包括大型建筑物變形測量系統(tǒng)的理論研究與分析、微變形遙測雷達(dá)系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)、以及系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)過程中需要解決一系列問題。
　　本文的研究成果可概括為：
　　首先，對微變形遙測雷達(dá)系統(tǒng)做了理論分析，提出了基于微波比相和擴(kuò)頻碼分多址技術(shù)的微變形遙測雷達(dá)系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方案圖。仿真結(jié)果表明：本文提出的微變形遙測方法能夠有效地從復(fù)合信號(hào)中區(qū)分出各個(gè)信標(biāo)機(jī)的發(fā)射信號(hào)，并在保持相對相位不變的基礎(chǔ)上分離出各信標(biāo)機(jī)發(fā)射信號(hào)的載波，通過對載波

3、分離后的相對相位比較，能夠精確地計(jì)算出各待測信標(biāo)機(jī)與參考信標(biāo)機(jī)和接收天線之間的距離差信息。
　　其次，對微變形遙測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中要解決的關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵問題進(jìn)行了分析，主要包括：PN碼的選擇、資源占有量大問題解決、多址干擾消除等問題。
　　PN碼的選擇：針對微變形遙測雷達(dá)系統(tǒng)的特殊要求對各種PN碼的自相關(guān)性和互相關(guān)性進(jìn)行了分析，確定了適合本系統(tǒng)的最優(yōu)PN碼、根據(jù)本課題測距的特殊性，提出了利用PN碼自身相位不同來區(qū)分各路信標(biāo)機(jī)的方法

4、，該方法只需要兩路正交性非常好PN碼便可實(shí)現(xiàn)對多路信標(biāo)機(jī)的區(qū)分。
　　硬件電路設(shè)計(jì)中資源占有量大的問題：設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的數(shù)字下變頻（DDC）模塊與改進(jìn)的數(shù)字科斯塔斯環(huán)路，采用邏輯控制模塊代替 DDS（Direct Digital Synthesizer）模塊的方法實(shí)現(xiàn)了數(shù)字下變頻與相位鎖定環(huán)，達(dá)到了節(jié)約數(shù)字終端處理資源的目的。此方法在多路載波信號(hào)提取與下變頻中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。針對偽碼捕獲與跟蹤過程中所遇到的窄帶濾波器直接設(shè)計(jì)

5、時(shí)資源占有量過大的問題，利用濾波器系數(shù)間的相關(guān)性，通過插值濾波的方法構(gòu)建等效的極窄帶濾波器，達(dá)到了節(jié)約大量 FPGA資源的目的。針對微變形遙測雷達(dá)系統(tǒng)具體情況，設(shè)計(jì)了改進(jìn)的解擴(kuò)方案，采用近似等效的方法，使用一路捕獲、跟蹤電路實(shí)現(xiàn)對多路信號(hào)的解擴(kuò)功能，節(jié)約了多路信號(hào)的捕獲與跟蹤電路所消耗的資源。
　　多址干擾消除：分析了各種碼分多址干擾抵消的方法，得出了并行干擾抵消技術(shù)是最適合微變形遙測雷達(dá)系統(tǒng)降低多址干擾的方法，并對該方法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)