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USRP技术在无源双基地雷达的应用(二)

发 布:2016-2-4 10:18:51查 看:2177

被动雷达概述

        PBR接收机一般采用两个接收通道表示参考通道和监控通道。参考信道用来捕获从发射机发射的信号,给返回的目标信号提供一个参考。这种系统的性能跟IO端口的参数特性有很大的关系。

        PBR基于模拟信号的方向检测性能十分依赖于信号的内容。换句话说,信号的频谱特性,以及发射的功率,与所发送信息的类型密切相关。相反,数字波形,由于特定的信号编码,具有独立的信号内容的频谱特性。在数字IO当中,研究人员决定把重点放在UMTS和DVB-T信号,因为它们具有较宽的带宽,能够提供良好的空间分辨率。

实验的几何场景设置

安装设置

        团队对Ettus USRP设备的特性进行了研究,也包括许多其他的软件无线电技术。不像其他的现成的选项设置,USRP系列是一个完整的、灵活的解决方案。对于实验,需要一个板能够获得不同类型的波形,因此需要一个灵活的射频前端。团队也希望硬件能够轻易改变载波频率,射频增益,信道带宽等。演示也需要能够同时同步接收来自两通道的信号。所有这些功能都由USRP硬件提供。

        考虑到成本和易于开发,USRP对于自定义软件无线电是最好的选择.所以,我们选择了USRP N210利用DVB-T和UMTS信号来进行PBR波段的演示与操作。

快速开发

        用于无源双基地雷达的实验装置包括低成本的电视天线(DVB-T接收)或栅格抛物面天线(UMTS接收)连同两个配备DBSRX子板的USRP N210。这种配置的特点是可以通过软件实现在800MHz和2.1GHz两种不同的IO能力。该系统的管理和控制是通过一个UHD API的C + +框架实现的。主要功能是调谐、滤波、放大、采样、抽值和数据传输。最后,所有的雷达信号处理算法是在工作站上的CPU / GPU实现的。

USRP N210的PBR实现

        多波段无源双基地雷达证明了软件无线电的概念的成功应用。具体而言,低成本的解决方案能够利用DVB-T和UMTS信号实现多频带多波段无源双基地雷达的PBR演示。实验结果证明了DVB-T /UMTS基于PBR系统软件定义的架构的可行性。初步测量的模糊函数的结果表明,这两种信号适合雷达的应用特性。我们建立了一套实验系统,并进行了数据采集。系统测试是在一个沿海的环境中,通过船舶检测的,也尝试了在市区寻找移动目标,如汽车和卡车。

        上图是UMTS的距离-多普勒地图相对于车辆检测。对于240米(接收目标距离)速度约65公里/小时的目标来说,回波是很容易识别的。


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