多普勒雷达信号实时分析与数据处理技术研究
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摘要
针对弹道修正弹弹道测试的应用特点,本文对俯仰自跟踪多普勒雷达测速信号的实时分析与数据处理技术进行了深入研究,对各种理论算法与分析方法做了大量的综合比较,确定出合理的解决方案,并通过软硬件加以实现,从而满足弹道修正系统实时性和准确性的基本要求。
分析了多普勒雷达测速信号分析与数据处理的一般方法,比较了几种常用的FFT算法和窗函数。针对弹道修正弹地面探测快速、准确的要求,编制了一套信号分析与数据处理软件,并对上述各种FFT算法在不同窗函数下进行信号分析与处理所花费的时间和精确度进行比较,确定出合理的算法。
由于在雷达测试的实际工程应用中,存在各种噪声和杂波,对此讨论了多普勒雷达信号速度搜索的相关问题,包括雷达信号的有效性检验、测速精度分析及其校正等。研究了弹丸速度数据的多项式拟合法,对不同的拟合点数和不同的多项式阶次进行拟合,对其精确度和实时性加以比较,从而确定出快速、准确的弹丸速度拟合方法。
最后利用上述方法对弹道修正弹多普勒雷达测速信号进行了实例计算。计算结果表明,利用本文编制的软件进行雷达信号分析与数据处理,具有快速性、准确性和通用性等特点,可满足工程要求。
According to the application characteristics of ballistic test for the trajectory correction projectile, the methods for Doppler speed radar signal analysis and data processing technology were studied. Various theories and algorithms were compared and analized, based on which a reasonable scheme was selected and realized by virtue of sofeware or hardware. And the requirement of real-time and accuracy for the radar system was met.
Several kinds of general methods for signal analysis and data processing were analyzed. Some common used FFT algorithms and window functions were compared. Aiming at the demand about the detection of trajectory correction projectile, software for signal analysis and data processing was programmed. And by virtue of comparing the rapidity and accuracy of these FFT algorithms with different window functions, a reasonable algorithm was selected.
In practical engineering, there exist all kinds of noise and clutter. Thus, the problem of velocity search for Doppler radar signal was discussed, including the signal effectiveness test, accuracy analysis and error correction. In order to process the velocity data, polynominal fitting method was studied. The velocity data was fitted with different fitting point numbers and orders. The time cost and accuracy of different conditions were compared. And then a rapid and relatively accurate method was determined.
Finally, a large amount of example calculation was done base on the flight experiment data of the trajectory correction projectile. The calculation results show that the program was rapid, accurate and general for signal analysis and data processing of Doppler radar and it is able to satisfy the engineering precision.
分析了多普勒雷达测速信号分析与数据处理的一般方法,比较了几种常用的FFT算法和窗函数。针对弹道修正弹地面探测快速、准确的要求,编制了一套信号分析与数据处理软件,并对上述各种FFT算法在不同窗函数下进行信号分析与处理所花费的时间和精确度进行比较,确定出合理的算法。
由于在雷达测试的实际工程应用中,存在各种噪声和杂波,对此讨论了多普勒雷达信号速度搜索的相关问题,包括雷达信号的有效性检验、测速精度分析及其校正等。研究了弹丸速度数据的多项式拟合法,对不同的拟合点数和不同的多项式阶次进行拟合,对其精确度和实时性加以比较,从而确定出快速、准确的弹丸速度拟合方法。
最后利用上述方法对弹道修正弹多普勒雷达测速信号进行了实例计算。计算结果表明,利用本文编制的软件进行雷达信号分析与数据处理,具有快速性、准确性和通用性等特点,可满足工程要求。
According to the application characteristics of ballistic test for the trajectory correction projectile, the methods for Doppler speed radar signal analysis and data processing technology were studied. Various theories and algorithms were compared and analized, based on which a reasonable scheme was selected and realized by virtue of sofeware or hardware. And the requirement of real-time and accuracy for the radar system was met.
Several kinds of general methods for signal analysis and data processing were analyzed. Some common used FFT algorithms and window functions were compared. Aiming at the demand about the detection of trajectory correction projectile, software for signal analysis and data processing was programmed. And by virtue of comparing the rapidity and accuracy of these FFT algorithms with different window functions, a reasonable algorithm was selected.
In practical engineering, there exist all kinds of noise and clutter. Thus, the problem of velocity search for Doppler radar signal was discussed, including the signal effectiveness test, accuracy analysis and error correction. In order to process the velocity data, polynominal fitting method was studied. The velocity data was fitted with different fitting point numbers and orders. The time cost and accuracy of different conditions were compared. And then a rapid and relatively accurate method was determined.
Finally, a large amount of example calculation was done base on the flight experiment data of the trajectory correction projectile. The calculation results show that the program was rapid, accurate and general for signal analysis and data processing of Doppler radar and it is able to satisfy the engineering precision.
引文
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