文 献 综 述
- 研究背景及应用
线性调频连续波(Linear Frequency Modulated Continuous Wave,LFMCW)雷达具有距离、多普勒频率分辨率高,无距离盲区,结构简单、体积小、重量轻和良好的低截获特性,在近程目标探测、超宽带合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像、工业微波(高分辨测距、测速)等领域得到了广泛应用。线性调频连续波信号存在距离、速度耦合问题,在对回波信号进行信号处理时,必须解决这个问题。对于三角扫频LFMCW信号,可以利用上、下扫频段差拍信号(即去斜或Dechirp,将接收回波信号与本地线性调频信号混频、滤波,得到差频信号的过程)的频率测量值解算出目标距离和多普勒频率,但是在多目标环境下,可能出现配对错误导致目标距离、速度测量无效。锯齿扫频LFMCW信号是一种更常用的信号形式,可以利用二维FFT技术实现多目标的距离、速度精确测量。本课题设计用于线性调频连续波雷达信号处理的硬件电路,采用高速ADC/DAC Zynq-7000 FPGA的硬件架构,设计功能可扩展的通用硬件平台。
- 线性调频连续波雷达的优点与缺点
1)低发射功率,高接收灵敏度
LFMCW雷达采用时带积超大的发射信号,其发射功率在同样的距离分辨率时相比于脉冲雷达低很多;另一方面,其接收机的灵敏度却比同等带宽条件下的脉冲雷达高很多。该特点使得LFMCW雷达易达到较低的截获频率,这就意味着LFMCW雷达有着更加优秀的反隐身、抗各种干扰的能力。
- 可实现很高的距离分辨率
因为LFMCW雷达可以比较容易地产生与处理带宽非常大的信号,而雷达系统的理论分辨率就是信号带宽决定的。在LFMCW雷达中,采用变容管谐振式振荡器或者YIG调谐振荡器等压控振荡器,就能产生较大带宽的信号。
3)无距离盲区
LFMCW雷达发射的是时宽比目标回波的时延大得多的信号,并且收发机是共同工作的,因此不会有距离盲区。这个性质被所有的连续波雷达共享。用它来测近距目标会是一个很好的选择。
4)低工作电压,较大的信号能量
我们知道,在一定的噪声条件时,信号能量大小就决定了雷达检测的性能的好坏,而LFMCW雷达发射的是时带宽积非常大的信号,其信号能量与信号电平相同的脉冲信号能量比起来大的多。
LFMCW雷达也有缺点:
