FMCW雷達(dá)物位系統(tǒng)的研究及設(shè)計(jì).pdf

1、調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)雷達(dá)由于其自身具有良好的特性,如傳播不受空氣介質(zhì)成份、濃度、壓力及溫度等影響,被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。測(cè)距作為其最基本的功能之一,各領(lǐng)域?qū)y(cè)距精度的要求也越來(lái)越高,而FMCW雷達(dá)由于各種因素影響,測(cè)距精度受到一定的限制,主要影響因素如下:
　　 (1)噪聲。在實(shí)際應(yīng)用中,FMCW雷達(dá)回波差頻信號(hào)總會(huì)有噪聲,噪聲包括來(lái)自空間的雜波和系統(tǒng)內(nèi)部的噪聲等；
　　 (2)壓控振蕩器(VCO)的線(xiàn)性度。壓控振蕩器

2、的調(diào)頻方法一般是將壓控可變電抗元件接在振蕩器中參與振蕩頻率的改變,在實(shí)際應(yīng)用中,VCO電調(diào)頻率與其電調(diào)電壓之間的關(guān)系是非線(xiàn)性的。
　　 本文針對(duì)以上兩個(gè)問(wèn)題,在深入分析FMCW雷達(dá)測(cè)距理論的基礎(chǔ)上,完成了VCO線(xiàn)性度校正、噪聲處理以及FMCW雷達(dá)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì),主要內(nèi)容如下:
　　 (1)分析并仿真了噪聲對(duì)FMCW雷達(dá)實(shí)際測(cè)距精度的影響,采用小波閾值降噪方法對(duì)回波差頻信號(hào)進(jìn)行處理,仿真分析結(jié)果證明,采用該方法有效提高了回波

3、信號(hào)的信噪比；
　　 (2)分析了VCO線(xiàn)性度對(duì)FMCW雷達(dá)測(cè)距精度的影響,闡述了多種VCO線(xiàn)性度校正方法,包括電抗補(bǔ)償校正、開(kāi)環(huán)校正和閉環(huán)校正,并總結(jié)各補(bǔ)償方法的優(yōu)缺點(diǎn),本文選用數(shù)字閉環(huán)校正方法對(duì)該系統(tǒng)的VCO線(xiàn)性度進(jìn)行校正,有效提高了VCO的調(diào)頻線(xiàn)性度；
　　 (3)根據(jù)FMCW雷達(dá)物位系統(tǒng)要求,采用M430單片機(jī)、CPLD與DAC等器件完成了掃頻信號(hào)發(fā)生器的硬件電路設(shè)計(jì),并使用C語(yǔ)言和VHDL語(yǔ)言完成其軟件設(shè)計(jì):<