毫米波高分辨雷达的数字化技术应用探究

"数字化技术在毫米波高分辨雷达中的应用研究" 毫米波高分辨雷达是现代雷达技术的一个重要分支，其主要特点是利用毫米波频段的电磁波进行探测，能够提供高精度的距离分辨率。数字化技术在毫米波高分辨雷达中的应用是近年来研究的热点，它极大地提升了雷达系统的性能和灵活性。 数字化技术首先体现在雷达硬件组件的数字化，即用数字部件替换传统的模拟部件，以提高系统稳定性和抗干扰能力。例如，使用数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）来实现雷达信号的产生、处理和控制，这使得雷达系统能够快速适应各种复杂的环境和任务需求。 在毫米波高分辨雷达中，DDS（Direct Digital Synthesis）技术用于生成频率步进脉冲和线性调频脉冲复合波形，这种波形可以提供宽广的瞬时带宽和合成带宽，有利于实现高分辨距离探测。线性调频脉冲与频率步进相结合，能有效解决远程探测与近程盲区问题，通过脉内和脉间调制，可以兼顾远近目标的高分辨成像，扩大雷达的工作范围。 论文还探讨了采用数字直接下变频（DDC）技术，该技术在带通采样过程中同时完成下变频，简化了系统设计，并且通过优化中频信号的采样频率，实现了对毫米波中频信号的直接数字采样。利用A/D转换器完成复数正交变换，能够在数字域完成下变频、脉内压缩和脉间压缩，以获取高质量的一维距离像。 此外，论文还研究了基于TD-DS的控制策略，利用单片机控制DDS芯片产生线性调频基带脉冲，结合频率步进脉冲，实现实时的波形切换，以适应不同的探测场景。同时，提出了一种两步伸缩处理方法，实现测距和测速的同时进行，有助于进行速度补偿，提升一维成像的质量。 数字化技术在毫米波高分辨雷达中的应用涉及到信号生成、处理、采样等多个关键环节，通过这些技术的集成，可以显著提升雷达的性能，实现高分辨、高速度的探测能力，对于雷达系统的微型化、智能化和多功能化有着重要意义。关键词包括：高分辨雷达、导引头、数字雷达、高分辨雷达一维距离像、数字直接合成器、频率综合器、数字上变频、数字下变频、步进频率脉冲。