基于虚拟仪器技术的测速雷达信号处理系统

　　1 引言

　　虚拟仪器(Virtual Instruments，以下简称VI)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最新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。

　　PXI规范是NI公司1997年9月1日发布的一种新的开放性、模块化仪器总线规范。PXI与CompactPCI完全兼容。PXI支持在工业仪器 、数据采集及工业自动化应用中要求更高的机械、电气、软件特性。为更适于工业应用，PXI扩充了CompactPCI规范，对提供优异的机械完整性及易装易卸的PCI硬件定义了坚固的结构形式。PXI产品对工业环境中的振动、冲击、温度和湿度等环境性能试验提供了更高更细的要求。PXI在 CompactPCI机械规范上增加了必须的测试环境和主动冷却。这样以来，可以简化系统集成并确保多供应商产品的互操作性。

　　2 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：

　　fd=2vr/λ

　　其中：fd————-多普勒频移(hz)

　　vr ————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，vr >0，回波载频提高;反之vr <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vr。

　　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

　　3.1.1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。

　　3.1.2 数据采集模块