基于RTW的PD雷达基本信号处理

基于RTW的PD雷达基本信号处理

论文摘要

在雷达信号处理中,系统级仿真占有极其重要的地位。通过系统级的仿真,能够保证产品在最高层次上的设计正确性。传统的雷达仿真手段有基于SPW(Signal Processing Workstation)的仿真和基于高级计算机语言的仿真,前者由于SPW软件专业性强,实现过程复杂而难以推广,后者由于编程工作量大,调试繁琐,易出错而致使开发周期太长。针对上述问题,本文尝试采用基于RTW(Real-Time Workshop)的快速原型设计方法,结合VxWorks操作系统实现雷达信号处理的实时仿真。利用Matlab/Simulink可以快速搭建起系统模型,但它是非实时的系统级仿真。Vxworks是目前嵌入式行业应用最为广泛的实时操作系统,具有很好的实时性和可靠性。利用RTW从Simulink模型自动生成面向Vxworks的C代码,极大地方便了程序在嵌入式平台上的仿真工作。 在深入学习和研究快速原型设计方法的基础上,本文首先阐述了RTW的系统实时仿真开发环境,重点研究了面向Vxworks实时目标的实现方法和具体流程。接着对脉冲多普勒(PD)雷达信号处理系统的实现作了详细的介绍,分析了主要子模块的原理(主要包括脉冲压缩、多普勒处理、恒虚警处理),建立了相应的数学模型,并通过Simulink搭建起一个简单PD雷达信号处理系统,实现了完全Matlab环境下的非实时仿真。通过对仿真结果的分析,验证了模型算法的正确性。最后对原模型进行了改进,通过RTW从Simulink模型自动生成面向VxWorks的程序,将非实时仿真转化为实时仿真,初步验证了基于RTW的快速原型设计方法在雷达信号处理实时仿真中的可行性。 使用Simulink搭建系统比之以往基于SPW等的雷达系统仿真更直观,更易实现;使用RTW从Simulink模型自动生成代码,可以免去繁琐的编程、调试,大大减少了工作量,缩短了开发周期,提高了系统设计的可靠性。因而,采用基于RTW的快速原型设计思想,尝试进行雷达信号处理的实时仿真的研究,有重要的实用价值。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景及意义
  • 1.2 基于RTW的快速原型设计方法的国内外研究状况
  • 1.3 论文的主要工作
  • 第二章 基于RTW的快速原型方法
  • 2.1 RTW概述
  • 2.2 RTW主要功能和特征
  • 2.2.1 RTW的主要功能
  • 2.2.2 RTW的主要特征
  • 2.2.3 RTW的应用
  • 2.3 RTW自动程序创建过程简介
  • 2.3.1 程序创建过程
  • 2.3.2 程序创建过程中生成文件
  • 2.4 S函数
  • 2.5 RTW的Tornado目标环境及使用
  • 2.5.1 参数调整和监视
  • 2.5.2 实现过程
  • 2.6 对 RTW生成代码进行优化
  • 第三章 雷达信号处理基本原理
  • 3.1 雷达信号处理概述
  • 3.2 脉冲压缩
  • 3.2.1 脉冲压缩概述
  • 3.2.2 线性调频信号的脉冲压缩
  • 3.3 多普勒处理
  • 3.3.1 多普勒处理概述
  • 3.3.2 动目标显示(MTI)原理
  • 3.3.3 MTD检测原理
  • 3.3.4 MTD方案论证
  • 3.4 恒虚警处理模块
  • 3.4.1 恒虚警概述
  • 3.4.2 CFAR的基本原理
  • 第四章 脉冲多普勒雷达信号处理系统的快速原型实现
  • 4.1 脉冲多普勒(PD)雷达信号处理系统的Simulink仿真
  • 4.1.1 系统的Simulink模型搭建
  • 4.1.2 Matlab环境下部分仿真结果及分析
  • 4.2 基于Tomado目标的雷达信号处理快速原型实现
  • 4.2.1 软硬件环境
  • 4.2.2 实时仿真系统环境的建立
  • 4.2.3 系统实时仿真
  • 第五章 结束语
  • 参考文献
  • 发表论文和参加科研情况说明
  • 致谢
  • 相关论文文献

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