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无人机载SAR接收系统分析与设计

作　者: 孔祥松
导　师: 朱晓华; 邢小明
学　校: 南京理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 无人驾驶飞机合成孔径雷达接收系统直接数字合成
分类号: TN957.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文介绍了无人机载SAR的发展现状,简要分析了SAR高分辨成像的原理,介绍了接收系统的工作原理及组成,对频率步进、调频步进等宽带波形合成技术及去斜处理等接收处理技术进行了介绍和分析；根据无人机平台的特点,对几种宽带波形合成器和接收机方案进行了分析对比,进行了接收系统方案设计,对接收系统的相位噪声、通道增益、噪声系数等指标进行了设计和计算。本文介绍了宽带波形产生的设计过程,提出一种同步时钟驱动电路的设计方法,该方法能有效保证两路DDS芯片在高速时钟状态下同步工作。此外,本文对宽带系统幅相失真的补偿技术进行了分析论述,针对无人机平台恶劣的环境条件,进行了频率源减振、温度适应性、电磁兼容等方面的设计。接收系统测试结果和雷达飞行试验的成像结果表明接收系统性能优良,满足设计要求,可以在恶劣环境下可靠工作。本文设计的波形产生可输出带宽波形,中频选择灵活,有较高的工程实用价值。文章最后对无人机载SAR的发展做了展望。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
1 绪论  9-13
  1.1 研究背景及意义  9-10
  1.2 国内外研究状况  10-12
  1.3 主要研究内容及作者所做的工作  12-13
2 SAR成像原理、接收系统概述及宽带收发技术  13-22
  2.1 成孔径雷达成像原理  13-15
    2.1.1 距离向高分辨率  13-14
    2.1.2 方位向高分辨率  14-15
  2.2 接收系统概述及主要指标  15-20
    2.2.1 动态范围  17
    2.2.2 噪声系数  17-18
    2.2.3 接收机通道选择性  18-19
    2.2.4 相位噪声与短期频率稳定度  19-20
  2.3 宽带收发技术  20-22
    2.3.1 基于频率步进的宽带波形合成技术  20
    2.3.2 基于调频步进的宽带波形合成技术  20
    2.3.3 宽带信号去斜处理技术  20-22
3 接收系统方案设计及计算  22-36
  3.1 宽带频率源方案对比与设计  22-25
    3.1.1 早期的宽带信号产生技术  22
    3.1.2 宽带波形合成技术分析  22-23
    3.1.3 直接宽带波形产生  23-25
  3.2 宽带接收机方案对比与设计  25-26
  3.3 接收系统方案设计结果  26-30
    3.3.1 接收系统框图与上下行链路设计  26-28
    3.3.2 接收系统组成与结构布局  28-30
  3.4 接收系统各组件功能及接口设计  30-33
    3.4.1 参考源  30
    3.4.2 信号形成  30-31
    3.4.3 本振源  31
    3.4.4 激励源  31-32
    3.4.5 接收通道  32
    3.4.6 中频采样  32-33
  3.5 主要指标分析计算  33-36
    3.5.1 频率源相噪指标分析计算  33-34
    3.5.2 接收通道功率增益计算  34
    3.5.3 接收通道噪声系数设计及仿真  34-36
4 关键技术的工程实现  36-51
  4.1 宽带信号产生  36-42
    4.1.1 关键器件的选择  36-37
    4.1.2 基于同步方案一的试验  37-39
    4.1.3 基于同步方案二的试验  39-42
  4.2 宽带中频采样  42-43
  4.3 宽带收发系统幅相失真补偿  43-44
  4.4 环境适应性设计  44-48
    4.4.1 减振设计  44-47
    4.4.2 热设计  47-48
  4.5 电磁兼容性设计  48-51
5 接收系统测试  51-55
  5.1 接收系统实验室测试  51-53
  5.2 雷达飞行试验结果  53-54
  5.3 测试结论  54-55
6 总结与展望  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-60
攻读硕士学位期间发表的论文  60

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