MIMO雷达波形设计与杂波仿真
这是一篇论文，系统介绍了MIMO雷达的基本原理、波形设计，并对杂波做了建模和仿真。分类号密级UDC注1学位论文MIMO雷达波形设计与杂波仿真(题名和副题名)陈翔(作者姓名)指导教师李军副教授电子科技大学成都(姓名、职称、单位名称)申请学位级别硕士学科专业信号与信息处理提交论文日期2015.3.30论文答辩日期2015.56学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月答辫委员会主席评阅人注1:注明《国际十进分类法UDC》的类号WAVEFORM DESIGN FORMIMO RADAR AND CLUTTER SIMULATIONA Master thesis submitted toUniversity of Electronic Science and Technology of chinaMajor: Signal and Information ProcessingAuthor.Chen Xiangadvisor:Li JunSchoolSchool of Electronic Engineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我·同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名:日期:年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的仝部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)作者签名导师签名:日期:年月日摘要摘要多输入多输出( Multiple- nput multiple- Output,MMo)雷达是一种近十几年才发展起来的新体制雷达,它发射的是彼此相互正交的信号,这样MIMO雷达的信号类型与可控参数就比传统相控阵雷达更为丰富与复杂。良好的波形设计能够充分利用MIMO○雷达丰富的空时频资源,能够提高日标的探测、跟踪性能并且降低被敌方截获的概率。因此,正交波形设计是研究MMO雷达系统的关键之处,优化波形的优劣将直接决定MMO雷达性能的好坏。本文主要针对MMO雷达背景研究了两种新的正交波形优化设计方法,并结合实际工程应用背景和需求,优化改进了多相编码序列的优化算法。同吋,对MIMO雷达的地杂波进行建模分析,给出了双基地MIMO雷达的地杂波的仿真。木文涉及的内容主要包含下面几点:1.对MIMO雷达的基本结构、工作原理及特点分别进行阐述,讨论了MIMO雷达正交波形的类型和形式2.研究了基于新循环算法(CAN, Cyclic algorithm-ncw)来设计正交波形通过将相关峰值旁辦水平的最小化问题等价为一个频域最小化问题,进而转化为一个二次函数的最小化问题,并对这一二次函数不断循环优化,最终获得最优值。该算法具有很强的计算能力,能够满足雷达对超长编码的需求,冋时设计出的正交波形具有较低的相关特性,最后对该算法的相关特性进行分析。3.研究了基于序列二次规划算法()设计的连续相位编码信号,并通过在目标函数中添加严格正交约束条件使得设计出的信号具有严格正交性,提升了杂波对消的效果,能够有效的提升目标的探测性能。同时将“和信号”相关旁辦引入到目标函数之中,改善了“和信号”的相关输出。通过相位量化过程使得设计出的信号满足工程上对离散相位的要求,并对量化特性以及参数约束条件对相关峰值旁瓣量的影响让行了分析4.对MIMO雷达地杂波进行仿真,通过对两种不同幅度分布的杂波仿真分别对零记忆非线性变换法和球不变随机过程法进行研究分析,并对这两种杂波仿真方法进行比较与总结,同时对双基地MIMO雷达地杂波进行建模与仿真并进行分析关键词:MIMO雷达,正交波形设计,“和信号”相关旁瓣,严格正交性,杂波仿真ABStRaCtABSTRACTMultiple-input multiple-output (MIMO) radar as a new radar system wasdeveloped in the last decade and it has become the focus of the current internationaresearch. MIMO radar transmitter signals are mutually orthogonal to cach other, so thetype of mimo radar signal with richer controllable parameters and more complex thanthe conventional phased array radar. a good waveform designed can take full advantageof MIMO radar rich space-frequency and code resources, it could also improve targetdetection, tracking performance and reduce the probability of being intercepted by theenemy. Therefore, orthogonal waveform design is the key point of mimo radar systemsOrthogonal waveform design will directly determine the performance of MIMO radarare good or badThe main content about this article is researched two new orthogonal waveformdesign optimization methods, combined with practical engineering background andneeds, improved and optimization multi-phase coding sequence algorithms. meanwhileMIMO radar clutter is modeled by analyzing the bistatic MIMO radar cluttersimulationContents of this article are mainly involved in the following areas1. The basic structure of MiMo radar and the basic working principles aredescribed, discussed the types and forms of MIMO radar orthogonal waveform2. Research based on Can algorithm design orthogonal waveforms, by equivalentcorrelation peak sidelobe level minimization problem is a frequency-domainminimization problem, and then transformed into a quadratic function minimizationproblem and loop optimization sub-problems, and ultimately got the best value. Thealgorithm has a strong computing power, able to meet the demand for long- coded radarand the orthogonal waveforms has a low correlation characteristic. Finally, analyzed therelevant characteristics about this algorithm3. Research based on sequential quadratic programming algorithm design ofcontinuous phase encoded signals, and in the objective function by adding stringentconstraints make orthogonal design with strictly orthogonal signals, thereby improvinthe noise cancellation effect, it can effectively enhance the target detection accuracyMeanwhile, the sum-signal"associated sidelobe being introduced into the objectiveABSTRaCTfunction, improve the"sum-Signal"of the correlation output. Such that the quantizationprocess on the phase of a signal designed to meet the engineering requirements of thediscrete phase, and the quantization characteristics and parameter constraints on theamount of side lobe correlation peaks are analyzed4. Research on MIMO radar ground clutter modeling and simulation, through zeromemory nonlinearity simulation Weibull distribution clutter and through sphericallyinvariant random processes simulation K distribution clutter, and compared andsummarized this two methods. Meanwhile, for bistatic MiMo radar ground clutter hasbeen simulated and analyzedKeywords: MIMO radar, orthogonal waveform design, sum-signal"correlationsidelobe, strict orthogonal, clutter modeling目录目录第一章绪论……1.1研究背景与意义1.2研究动态与发展现状….·······1.2.1MIMO雷达波形设计现状223122MIMO雷达动态及发展状况1.3主要工作及内容安排第二章MMO雷达原理及波形设计概述2.1MIMO雷达基本原理及其特点2. I MIMO雷达基木原理2L2MIMO雷达特点22MMO雷达波形分类及设计特点2,21MIMO雷达正交波形设计特点222MIMO雷达波形分类23本章小结第三章基于CAN算法的MIMO雷达波形设计143.1MIMO雷达正交波形设计原理.酯音音看。普音DD音音番音音垂音看看3.2于CAN算法的正交波形设计;垂..看看看垂垂D垂垂·垂.垂。垂。着看垂音垂非·垂。垂非看153.2.1问题模型描述……153.2.2设计方法及设计流程…………173.23设计结果3.3基于CAN算法相关特性分析.233.3.1编码长度对相关峰值旁辦的影响233.3.2信号个数对相关峰值旁瓣的影响2434本章小结25第四章基于序列二次规划算法的MMO雷达波形设计264.1序列二次规划的数学描述264,2连续相位编码信号设计.274.2.1设计方法及设计流程1看看274.2.2设计结果。,看音音着着;音音DD看垂音音音自看看垂。垂DD音音音,音垂看看垂294.3量化及量化后相关特性分析…
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毕业答辩 USB上位机设计
我是毕业于重庆大学通信工程学院集成电路设计与集成系统2010级学生。我的本科毕业设计题目是串口/USB接口的上位机软件设计。这是我答辩用的PPT。串口/USB接口的上位机设计1绪论(1)选题背景和研究意义工业生产和科学研究对现场数据采集、处理的需求,使得高校、便捷的上位机应用到数据采集系统。(2)国内外研究现状数据采集产品alibaba com.tn产品实物图串口儿USB接口的上位机设计2方案对比与选择(1)数据采集系统整体框图该系统主要由以下几个功能模块组成,如下图所示。SDRAM乒乓缓冲USBA模拟信号FPGA主控转换制器数据传输上位机软件外围配置系统功能模块框图(2)方案对比与选取口八USB2.0特征比较表特征插接操作性「成本传输传输速度是否需开发难度「发展性距离驱动方案不方便,体较慢,最串口积较大,需低长快达否简单接近淘汰重启230Kbps方便,小巧快,广泛普及USB20即插即用高短480Mbps是复杂前景光明数据釆集系统的关键指标和要求是精确和高速结合上表选取USB接口来进行系统中的数据传输。串口八USB接口的上位机设计3USB固件和驱动设计(1)USB芯片固件设计电复位初始化状态变量固件设计包括调用 TD Init(,使能中断主程序、初始化是否需要重枚举?是延时1.5s,重枚举子程序,重枚举否子程序,处理设一是否收到EUP包2是→分析命令,执行请求备请求子程序等主要子程序。是否产生中断挂起?是挂起处理器否是否收到唤醒信号?否/唤醒处理器调用TD_Po|()固件主程序流程图(2)UB2.0驱动设计为 Driverizard叵网Step Navigation Project Summary For微软用户Project Name= CQU USB [04441314Project NameProject Location =E: DRIVER dr3CQU USB[044413142. ProJect TypeProject Type=WDM驱动设3. Driver TypeHandle rP M reAd4. Hardware busHandle rP M] Write5. USB ResourcesHandle rP M device CoNtrol计参数配需andersDriver Tupe FUNCTIONALHardware bus= useB RegistryHardware=凵SBWv|D①44&FD1314置最终界4. Power0. WHInstallation面如下图2 Additional3. Summary所示HelBack屬Mext1 nish Cance1参数配置界面申SB接口的上位机设計4上位机软件设计上位机软件设计下图为上位机设计的流程图。开始变量定义并初始化数据处理并计算USB连接成功八否否数波形显数据保存?值是开启线程示数据再现?/诉开启采集?打开数据窗体上位机设计流程图串口闶SB接口的上位机設5调试运行整体调试重庆大学通信工程学院USB BLASTER6-FPGA JTAGJ7-FPGACyclone.I;U57FPGA+2SDRNYMUSB2AJ16Cyclone.Il调试过程CHFIu12J5RC5510 20M ADC MODULE zo 9oU58LIANGZIUSB硬件实物串口SB接口的上位机设许5调试运行(1)固件下载和驱动安装USB芯片的固件程序可通过 EZ-USB Control panel在线下载和固化,界面显示如下图所示。EZ-USB InterfaceDevice cypress Ez-USB FX2LP No ebL Clear Load Mon s EEPROM Select MonGEt DeGet Conf Get Pipes Get String= Down ade-Load Lg EEPRom URE Statvend Req Req 0x00 Value 0x0000 Index 0x0000 Length 0Dir o OUTHex Bytes CO B4 04 81 00 01 00so TranPipeLength 128Packet siBulk Trans PipeLength 64Hex BytesReset Pipe Abort Pipe File TransPipeSet IFace Interface DAltsetting 0ev立e⑩e三iPt了lEngthbDescriptorfype: 1bcdUSB: 0x0200bDevicecla33. 0xFE上 Devices1kC1a:xEFbDeviceFrotoc口LOHEEbMaxpackets立ze0:4vEndorx04B4立 aProductX613bcdDevice032001mAnufActurer. 0立adct立三e〓i卫 NUTE:上 unConEiquratior固件下载界面
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