雷达数据校准系统.docxVIP

雷达数据校准系统详细说明一,前言虚拟仪器技术创造了仪器仪表新概念，开辟了测控技术的新纪元。虚拟仪器技术的实质是充分利用必威体育精装版的计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能。依靠日新月异的计算机技术，虚拟仪器给用户一个发挥自己的才能、想象力的空间。设计自己的仪器系统，满足多种多样的应用要求。同传统仪器相比，虚拟仪器具有传统仪器无法比拟的优点。虚拟仪器的用户可自己设计和定义功能，满足特殊的需要。与传统仪器不同，虚拟仪器的关键在软件实现，能方便的改变软件来完成不同的测试需要。1雷达测速测速雷达是采用多普勒效应对动目标进行测速。当目标与雷达之间存在相对速度时，接受到目标回波信号的载频相对与发射信号的载频产生一个频移，即多普勒频移，它的数值为：f d =2v r /λ其中：f d -----多普勒频移（ hz ）v r ----雷达与目标间的相对速度( m/s )λ ---载波波长当目标向雷达运动时， v r 0，回波载频提高；反之 v r 0；回波载频降低，雷达只要能够测量出回波信号的多普勒频移便可计算出目标的相对速度 v r 。3．基于虚拟仪器的雷达测速系统硬件组成3．1 系统的硬件组成框图图 1 系统硬件组成框图天线及其控制系统本文所采用的雷达系统是连续波多普勒雷达，收发天线共用。天线及其控制系统主要作用时发射连续单频的无线电磁波，同时跟踪目标，接收目标反射的回波信号，通过环流器的隔离后，通过混频器后输出多普勒频移信号，然后将多普勒频移信号输入到 PXI 采集与处理系统。在本系统中采用的天线系统的多卜勒信号频率范围（测速范围）：2K～140K（30～2000m/s），输出电压幅度范围：±10V，输出信号带宽：0-200KHz。触发启动器输出一个整形脉冲触发信号。其输出电平幅度：±5V，信号宽度为微秒极。数据采集模块在数据采集领域中，各大仪器公司开发出了各种各样的数据采集模块。有基于种PC 机总线的 PC-DAQ 数据采集卡，也有基于 VXI 总线和 PXI 总线的各种数据采集模块。但是，在 GPIB、PC-DAQ 和 VXI 三种 VI 体系结构中，GPIB 实质上是通过计算机对传统仪器功能的扩展与延伸；PC-DAQ 直接利用了标准的工业计算机总线，没有仪器所需要的总线性能；而第一次构建 VXI 系统尚需较大的投资强度。PXI 这种新型模块化仪器系统是在 PCI 总线内核技术上增加了成熟的技术规范和要求形成的。它通过增加用于多板同步的触发总线和参考时钟、用于进行精确定时的星形触发总线、以及用于相邻模块间高速通讯的局部总线来满足试验和测量用户的要求。基于 PXI 总线的数据采集模块的最高同步采集频率达 10MS/s，数据传输率达 132Mb/s ，能很好地满足现有测试项目的所有要求。在这里，我们采用 NI 公司的 PXI…6115 数据采集模块。其采样频率：同步采集最高 10MS/s(大于 10 倍的信号输入频率，远远满足采样定理)；垂直精度：12 位计算机控制模块采用 NI公司PXI－1000B机箱，拥有8个PXI插槽，零槽控制模块采用PXI-PCI833X 。NI 公司的 PXI-PCI833X 产品通过采用 MXI-3 技术，使得普通 PC 机可以通过透明的硬件和软件连接，直接对 PXI 系统进行控制。还可以使用 PXI-8330 和 PXI-8335 模块完成多 PXI 机箱连接使用。MXI-3 采用的是标准 PCI-PCI 桥技术及 1.5Gb/s 高速串口连接，为 PXI 控制引入了更加快速方便的扩展方式。采用铜缆或光纤进行连接至计算机系统。通过计算机系统还可连接至网络测控系统实现远地测试整个雷达测试系统软件分为系统试验参数设置、数据（多谱勒信号）采集、数据 FFT处理、数据文件管理四个模块。图 2 系统软件组成框图数据采集：测试实时采集，输入试验测试条件、试验测试参数（包括天线频率、信号输入量程等），并对测试所采用的数据通道、触发电平脉冲、采样时间（触发采集、时间结束）、采样频率、采样方式等进行设置。对数据采集硬件模块进行驱动。同时自动等待信号触发并存储原始采集的天线输出的多谱勒信号及相关的各种参数信息。图3数据采集模块数据处理：窗函数及 FFT 谱分析在用 FFT 运算对离散信号进行变换的过程中，会引起“谱泄露”现象，加窗就是为了减小“谱泄露”的影响。对某个特定的信号，选择一个合适的窗函数并不是一件容易的事情。窗函数越宽，抑制杂波能力越强，越窄，分辨率越高。本软件提供几种常用窗函数精心选择。对采集得到的原始多谱勒信号进行 FFT 处理，设置合适的 FFT 运算数据段长度（任意输入），FFT 运算点数（或速度测量点数）可任意输入。显示处理后的瀑布图，同时可在瀑布图上进行特殊的带通数字滤波（效果显著）及 FFT 平滑操作，滤掉杂波