LFM信號(hào)線性度測(cè)量的算法研究及分析.pdf

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要線性調(diào)頻(LFM)信號(hào)是現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)廣泛采用的一種信號(hào)類型，在實(shí)際應(yīng)用中，該信號(hào)主要表現(xiàn)為兩種形式:脈沖壓縮線性調(diào)頻(Chirp)信號(hào)和線性調(diào)頻連續(xù)波(LFMCW)，分別應(yīng)用于脈沖雷達(dá)和連續(xù)波雷達(dá)這兩種雷達(dá)體制。在一個(gè)掃頻周期內(nèi)，理想LFM信號(hào)的瞬時(shí)頻率是嚴(yán)格線性的，這也是“線性調(diào)頻”名稱的由來。但是，由于信號(hào)源本身固有的掃頻非線性偏移或者外界因素的影響，實(shí)際發(fā)射的LFM信號(hào)都存在非線性的掃頻成分，非線

2、性掃頻用“線性度”這一術(shù)語來表征。本文以LFM信號(hào)的線性度為基礎(chǔ)，在脈沖雷達(dá)和連續(xù)波雷達(dá)兩種體制下，分析了線性度對(duì)線性調(diào)頻雷達(dá)性能的影響，重點(diǎn)研究了兩類不同情況下線性度的測(cè)量算法，最后對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的誤差分析。論文主要分為三部分:第一部分介紹了線性度對(duì)線性調(diào)頻雷達(dá)性能的影響:對(duì)Chirp信號(hào)脈沖壓縮性能的影響以及對(duì)線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)測(cè)距分辨力的影響，并分別給出了雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)LFM線性度的要求。，第二部分研究了線性度的測(cè)量算法。本文對(duì)

3、所采用的以小波變換為核心的算法做了理論分析，同時(shí)通過仿真和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了算法的正確性。第三部分對(duì)本文提出的算法的測(cè)量不確定度進(jìn)行了的分析。本文采用的線性度測(cè)量算法已經(jīng)在LabWindowsCVI軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)，并成功地應(yīng)用于北京無線電計(jì)量測(cè)試研究所某國防項(xiàng)目中，收效良好。關(guān)鍵詞線性調(diào)頻(LFM)線性度:小波變換相位建模哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論1.1課題背景“LFM信號(hào)線性度測(cè)量的算法研究及分析”課題來源于航天二院203所

4、的國防預(yù)研項(xiàng)目，項(xiàng)目的全稱為“寬帶脈沖壓縮、脈沖截?cái)嗉斑B續(xù)LFM信號(hào)線性度測(cè)量裝置研究”。此項(xiàng)目的軟件數(shù)據(jù)處理及分析部分構(gòu)成了本課題的主要內(nèi)容。線性調(diào)頻雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射信號(hào)特征的精密測(cè)量是線性調(diào)頻雷達(dá)的關(guān)鍵技術(shù)問題，對(duì)于衡量雷達(dá)信號(hào)質(zhì)量及改進(jìn)發(fā)射信號(hào)線性度具有重要意義，其中對(duì)測(cè)距精度和距離分辨力有重要影響的掃頻線性度更是倍受關(guān)注。目前國內(nèi)外雖然有一些線性度的測(cè)試設(shè)備，在一定范圍內(nèi)能夠很好的工作，但它們的應(yīng)用范圍一般比較窄，測(cè)量精度也不太高，

5、這在一定程度上限制了線性度校正的精度，不能滿足現(xiàn)代雷達(dá)對(duì)測(cè)試設(shè)備的更高要求。本課題所要研究的線性度測(cè)量，不是針對(duì)某種型號(hào)的線性調(diào)頻雷達(dá)，而是基于通用性和適應(yīng)性較強(qiáng)的雷達(dá)信號(hào)采集系統(tǒng)之上，在信號(hào)測(cè)量范圍上有較大的拓展，在測(cè)量精度上有較大的提高。另外，本測(cè)量系統(tǒng)能夠擬合出瞬時(shí)掃頻非線性曲線，為后續(xù)線性度校正等數(shù)據(jù)處理提供了充分的前提條件.為促進(jìn)線性度測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)展，有必要在線性度測(cè)量算法上做更深入的研究，并且結(jié)合硬件設(shè)備及數(shù)據(jù)處理編制完成一

6、套測(cè)量軟件，本課題正是在此背景意義下展開的.1.2國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r傳統(tǒng)的線性調(diào)頻特性的測(cè)量方法是采用微波或毫米波設(shè)備依靠人工或自動(dòng)直接逐點(diǎn)測(cè)試輸出的頻率，最后根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算其調(diào)頻線性度。傳統(tǒng)的測(cè)量方法的缺點(diǎn)一是需要昂貴的微波、毫米波測(cè)試設(shè)備，二是非實(shí)時(shí)工作，不能在一個(gè)掃頻頻周期內(nèi)完成線性度的測(cè)試，不能滿足任務(wù)要求。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，調(diào)頻源線性度動(dòng)態(tài)測(cè)試方法和技術(shù)也得到一定的發(fā)展，研制出了一些線性度動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備和儀器，如航天二院20