K波段高线性度FMCW雷达信号源设计文献综述

 2022-11-19 11:11
  1. 文献综述(或调研报告):

1.FMCW雷达的特点:

FMCW(Frequency Modulation Continuous wave)即调频连续波。早在七十年代,调频连续波雷达主要应用于测距和测速中,例如连续波高度计、测距雷达、汽车防撞雷达等,与传统雷达体制相比较有以下几方面特点:

1) FMCW 雷达发射的连续波信号具有峰值功率低和工作频率范围宽的特点。为了使整机能做到结构简单、重量轻和体积小,在微波、毫米波波段可采用一体化的连续调频波集成组件。

2)由于 FMCW 雷达系统的谱线间测量距离间隔由 FMCW 信号的带宽所决定,带宽较宽的FMCW雷达的谱线间测量距离间隔较小。

3) FMCW 雷达不存在距离盲区。FMCW 雷达的回波时延远小于发射信号带宽,且发射信号与接收回波信号是同时进行的。

4)FMCW 雷达通过 FFT 法,从差频信号中提取目标距离信息,在数字信号发达的今

天,系统容易实现。

5)FMCW 雷达具有良好的 ECCM(即电子对抗)和 LPI(即低截获率)性能。

2 FMCW 雷达的发展现

随着近几年硬件技术的高速发展,市场上出现了很多通用或专用的高速信号处理芯片,这使得在工程上实现大运算量的高精度频谱分析的实现成为可能。很多脚心的 FMCW 雷达测距系统都使用了高速处理芯片来完成对回波信号做大点数的快速傅里叶变换,从而从频域上获得目标信息。

FMCW 雷达没有距离盲区,具有优良的测距精度和谱线间测量距离间隔,在高精度距离测量上比其他体制的雷达更具有优越性。雷达的谱线间测量距离间隔对测距及目标探测和识别都具有重要意义。通过距离超分辨,可以由目标回波特性先判断出目标类型。目标回波信号是由目标各散射点的回波信号叠加在一起所产生的,由于目标形状及大小各不相同,所以其散射点分布也不相同。如果谱线间测量距离间隔能提高到 1m,根据回波长度及回波强度在距离上的起伏可以判断出目标的属性(例如是舰船还是飞机等,以及它的运动姿态)。

3 FMCW 雷达测距的国内外研究现状

在国外,FMCW 体制的高精度测距雷达已经应用于很多方面FM。典型的例子有机载雷达高度仪、汽车防撞系统、导弹导航等。在美国,AN/SPG-51 舰载火控雷达由于安装了一步 CWAT(Continuous Wave Acquisition and Tracking),火炮及导弹的打击精度可得到精确控制;在南非,调频连续波雷达被用于 TRAQ 弹道分析雷达,又称“静默雷达”,该雷达可测量5.56mm以上口径的弹丸所产生的弹道;在荷兰,一种叫做GBSCOUT的 FMCW 雷达,该雷达可以对行进中的人,各种体积车辆进行测距,由于该雷达体积小,可以装载于吉普车上,架设使用方便,而同样为荷兰信号公司研制的 PAGE 雷达和 SQUIRE雷达更具有便携性,它们都有良好的低截获率性能,军事安全性大大增加;此外,加拿大研制出一种 Ka 波段的线性调频连续波雷达,可用于军事中的战场上移动目标侦察、逆合成孔径目标成像等。

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