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方向变换及其在遥感图像压缩中的应用研究

作　者: 陈波
导　师: 成礼智
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 计算数学
关键词: 步进频率连续波探地雷达数字中频接收机数字下变频数据采集数据预处理
分类号: TP751
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

SFCW雷达利用较小的瞬时带宽合成较大的工作带宽,能有效提高接收机灵敏度,降低系统实现难度。同时,SFCW雷达对接收机的设计提出了特殊的要求。本文根据某项目实际需求,对SFCW探地雷达数字中频接收机的结构设计、具体实现以及数据预处理等三个方面展开了分析研究。在数字中频接收机的结构设计方面,本文先分析零差和外差结构的优缺点,并对中频接收机的模拟正交解调和数字正交解调方案进行了对比,得出数字中频直接采样接收机更适合SFCW探地雷达；随后对数字中频接收机三种常见的数字下变频方案进行了分析,进而确定数字下变频的最佳方法为数字混频低通滤波。为便于通用的数字信号处理器实现,对数字混频低通滤波法进行了改进。最后结合SFCW探地雷达接收机的技术指标,确定了数字中频接收机完整的设计方案。在数字中频接收机的具体实现方面,首先根据SFCW探地雷达接收机总体指标进行需求分析,接着给出了具体的硬件设计方案与软件逻辑实现,设计的系统具备CPCI总线和LINK口两路高速输出通道；最后对该数字中频接收机主要技术指标进行了测试,实测结果表明A/D采样的有效位数和通道延时差分别为9.9 bits和40ps,并具备较强的数据预处理能力,符合SFCW雷达系统的指标要求。在数据预处理方面,针对系统校正,先分析了Archimedean螺旋天线的辐射特性,给出了基于实测数据和螺旋几何的两种色散补偿方法,接着设计了一种在数字域进行对消的耦合抑制方案,随后提出了多通道幅相误差的估计方法；针对一维距离压缩,给出了详细的压缩原理。对设计的数字中频接收机进行闭环测试,测试信号依次经过数字下变频、系统校正以及一维距离压缩算法,实测结果表明数字中频接收机动态范围超过60dBc,灵敏度小于-70dBm,一维距离压缩的旁瓣抑制比最高可达-38.2dB,性能优良。该接收机在某SFCW探地雷达中已获成功应用。

方向变换及其在遥感图像压缩中的应用研究

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