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Matlab高速目标测速测距电路设计+文献综述(3)

时间:2017-05-22 19:50来源:毕业论文
基于FPGA的设计,提高了引信信号处理电路的探测能力,使引信的电路正真朝着具备智能化方向发展,从而大大提高了引信的作战效率。 1.3 本文主要内容


    基于FPGA的设计,提高了引信信号处理电路的探测能力,使引信的电路正真朝着具备智能化方向发展,从而大大提高了引信的作战效率。
1.3  本文主要内容
    本设计重点研究引信信号处理电路的软件实现方法,具体内容分为以下几点:
    首先,本文对引信信号处理的方法及现状进行了叙述,并选择了线性调频连续波体制进行信号处理电路设计;
    其次,通过对LFMCW信号的分析,确定了速度与距离信息和回波差频之间的关系,为引信信号处理奠定了基础;
    再次,通过对FFT算法的论述,验证了FFT提取信息的有效性;
    最后,采用matlab工具,实现了速度与距离信息的提取。
2  LFMCW信号分析
2.1  LFMCW回波信号分析
单周期的对称三角线性调频信号,以上扫频为例,其发射信号 可以表示为:
                             (2.1)
    在式(2.1),A表示发射信号的振幅, 表示发射信号的随机初相, 是发射载频,μ为调频斜率, ,B为发射信号的有效带宽,时宽带宽积 ,本设计中,毫米波LFMCW信号的 。
    设有一距离为R,径向速度为v(设远离目标为正)的点目标,产生的多普勒频率为 。回波信号相对于发射信号延时为 ,可知:
                                           (2.2)
式中, 为 时刻的目标斜距。则目标的回波 表示为:
         (2.3)
其中,常量 为衰减系数, 为回波引起的附加相移。
将发射信号 和回波信号 进行混频,可得差频信号 :
         (2.4)
再将 代入到上式,整理后可得:
             (2.5)
其中, , , 。
    从式(2.5)可以看出,差频信号 也是一个线性调频信号,由于 ,中心频率为 (这表明差频信号存在距离和速度耦合)是由两部分组成的,一部分是由于目标距离所产生的频率差 ,一部分是由于目标运动所产生的多普勒频率 。
调频斜率 为:
                                          (2.6)
因为 ,所以 ,调频带宽 ,时宽带宽积 。可知差频信号 也是一个线性调频信号,且其时宽带宽积很小。
    前面分析的是单周期的线性调频信号,下面分析多周期时,以上扫频为例,第 周期的发射信号在有效扫频时间内,可表示为:
               (2.7)
其中, 为有效时宽, 为信号重复周期。
距离为 ,径向速度为 的点目标的回波 表示为:
              (2.8)
混频后,得到第 周期的差拍信号为:
           (2.9)
因 ,令 ,代入上式可得:
       (2.10)
可知,在第 周期内的差频信号也是线性调频信号,其中心频率为: Matlab高速目标测速测距电路设计+文献综述(3):http://www.751com.cn/tongxin/lunwen_7554.html
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