基于Colpitts混沌的无线电测距方法研究

作     者：高鹏鹏 

作者单位：中北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姚金杰

授予年度：2018年

学科分类：070208[理学-无线电物理] 07[理学] 0702[理学-物理学] 

主      题：无线电测距 混沌信号 Colpitts振荡电路 自相关特性 互相关特性 

摘      要：无线电测距是一种在电磁波应用技术基础上的测距方法,在军事、通信领域具有广泛应用,如无线电近炸引信,利用无线电对于目标距离的探测,从而获得引信引爆的时间等。随着无线电测距应用领域的不断深入,对于探测的广度、精度以及对周遭环境干扰的抵抗程度等性能的要求也越来越高。传统的无线电测距过程中,环境噪声的制约使得实际测距结果与理论计算值之间存在一定差距。针对当前无线电测距受噪声干扰导致测距精度不高的问题,提出了基于混沌信号的无线电测距系统研究,以期利用混沌信号的独特性能来完成对受噪声问题影响的无线电测距系统性能的改进。本文在传统无线电测距的基础上,引入混沌信号,利用宽带混沌信号的类噪声性、高频性、尖锐的自相关函数等特性,来提高无线电测距的精度。首先学习混沌系统的基本原理,运用仿真软件对不同混沌振荡电路进行仿真分析,得到最优的Colpitts振荡电路后并进行改进;之后完成混沌信号由仿真到实际的输出,并完成混沌收发电路的设计,包括压控振荡器、放大电路、耦合输出等,最后将混沌参考信号与反射接收的回波信号进行相关算法的研究处理,完成整个无线电测距系统的研究设计。实验结果表明,基于混沌信号的无线电测距系统测量的最远距离为6.98m,测距精度为1cm,相较于普通超声波或脉冲信号做探测信号的无线电测距系统精度有一定程度的提升,基本可以满足无线电的测距需求。但探测距离的优化和改进相对较小,在未来的研究过程中,需要在此基础上增加探测距离,对数据研究的算法进行进一步提高。