结论 30
致谢 31
参考文献 32
1 绪论
1。1 LFMCW雷达简介
雷达,Radar(Radio Detection Ranging),即无线电探测,雷达主要应用于军事任务中,随着社会的发展民用也逐渐增加。其主要作用是用来发现目标以及确定目标的相关参数(距离,方位,速率等)。在近程雷达系统中,与脉冲雷达相比,连续波雷达具有一些优点。由于微波固态器件的发展,连续波雷达也与时俱进,可以做到体积较小、重量较轻、发射机结构简单易于实现而且损耗较低。利用连续波雷达能使雷达更为简单,并且连续波雷达调制信号可以多样化,这在相同体积和重量下有利于发射机的提高。此外连续波雷达接收机的带宽比脉冲雷达接收机的带宽要窄,所以它在存在电磁干扰的条件下具有更好的抗干扰能力,在测速测距时,连续波雷达都要显得更具优势。论文网
连续波雷达以连续波信号作为发射信号来获取目标的信息,又分为调频连续波雷达和调相连续波雷达,其中调频连续波雷达使用较为广泛,而调相连续波信号在测距测速精度要求比较高时在工程上实现难度较大。
这里我们要研究的是线性调频连续波雷达,即LFMCW(Linear Frequency Modulated Continuous Wave)雷达。LFMCW雷达即以线性调频信号作为发射信号的雷达。LFMCW雷达具有以下优点:
1。 不存在距离盲区。LFMCW雷达的发射信号调制周期比目标回波信号的时延要大很多,并且发射机与接收机是同时作用的,而不是像脉冲雷达需要在发射机工作期间隔离接收机,因此不存在距离盲区。
2。 时宽带宽积大,信号能量大。噪声功率一定时,信号能量决定雷达的检测性能,线性调频连续波雷达信号具有很大的时宽带宽积,所以它的能量比同样信号幅度和带宽的脉冲信号的能量要大得多。从而LFMCW雷达更容易达到一定作用距离所需要的信号能量。
3。 距离分辨力很高。由雷达距离分辨力相关理论易知,雷达信号时带宽积决定着雷达系统的距离分辨力。LFMCW雷达时宽很大,频带很宽,所以距离分辨力相对而言很高。
4。 接收机的灵敏度高。由于LFMCW雷达采用大时带宽积信号作为发射信号,因此对于给定的距离分辨力要求,LFMCW雷达需要的发射机功率比脉冲雷达要低,从而接收机灵敏度更高。同时这也使得LFMCW雷达的截获概率较低,有着更好的反隐身、抗干扰能力。
5。 结构简单、成本低。LFMCW雷达的工作频率相对较高因此器件相对较小,结构较为简单。另外LFMCW雷达不依赖高功率器件、高压器件等,所以成本也相对较低。
当然,LFMCW雷达也有着它的劣势。由于LFMCW雷达在发射信号时必须保持接收机也在接收状态,所以使得发射功率受到限制,这导致LFMCW雷达的作用距离无法做到很大,无法与脉冲雷达的作用距离相比。
1。2研究动态
LFMCW雷达的工作原理早在上个世纪四十到六十年代以被公布,但是由于信号处理复杂,收发隔离难度高等因素而在相当长的时间内未得到发展。在此期间,脉冲体制雷达在雷达舞台上抢尽了风头。
直到上世纪八十年代,荷兰的的LP。Lighthart等才将线性调频连续波雷达应用于气象观测的实验中,并且对线性调频连续波信号做了不少研究,初步讨论了其模糊函数、分辨率、接收机灵敏度等性质。同期,线性调频连续波雷达在海上军事、交通管制方面的应用也逐渐增加。