步进频穿墙雷达数据采集与预处理系统设计与实现

【摘要】：采用步进频体制产生超宽带信号的步进频穿墙雷达,能够穿透墙体、掩体等遮蔽物,探测隐蔽在墙体后的人员,在军事行动、反恐作战、灾难救援等领域具有重要的应用价值。然而,穿墙雷达应用时要面临墙反射的直达波,来自发射天线的耦合波,以及工作在VHF/UHF频段的大量的广播、无线电视、移动通信信号等射频干扰,以及建筑物环境下的多径反射等,使得回波中的有用信号被淹没在大的杂波干扰下,信号检测难度大,因此,研究步进频穿墙雷达的数据采集与预处理系统的实现对提高穿墙雷达的性能具有重要意义。为提高穿墙雷达对人体目标的检测能力,不仅需要在前端采用高灵敏度和动态范围大的接收机,同时需要后端具有高速、大动态范围的数据采集系统。此外为提高处理能力,降低雷达功耗,还需要设计高性能、低功耗的数据预处理系统。论文主要做了以下三方面工作:(1)从穿墙雷达的设计要求出发,分析了影响穿墙雷达数据采集和预处理系统的各种因素,提出了步进频穿墙雷达数据采集与预处理系统的设计方案,并实现了64MHz采样率、有效位高达11.9位,功耗小于5W的数据采集与预处理系统。(2)研究了提高ADC动态范围的Dither技术。针对改善量化噪声对系统频域谐波及毛刺的影响,研究Dither技术在ADC中应用中对其动态性能指标的改善,通过仿真模型验证了该技术的有效性。(3)研究了高速ADC电路各种性能指标的测试方法,实现了对所设计系统性能的全面测试与评估。通过对测试动态性能方法进行研究,设计了可行的实验方案,测试得到数据采集系统的信噪比、信杂比、有效位、无杂散动态范围等关键动态性能指标,测试并验证了孔径抖动对系统动态范围的影响。
【关键词】：步进频穿墙雷达 高速大动态范围 Dither 信噪比 有效位 无杂散动态范围
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN957.52