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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張萬煌
研究生(外文):Wan-Huang Chang
論文名稱:降低都普勒效應之格雷互補對應用
論文名稱(外文):The Application of Golay Complementary Pairs in Mitigating The Doppler Effect
指導教授:李穎李穎引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:通訊工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:54
中文關鍵詞:都普勒效應格雷互補序列對格雷互補序列混淆函數PTM序列非週期自相關函數
外文關鍵詞:Doppler EffectGolay complementary sequences pairsGolay complementary sequencesAmbiguity functionAperiodic Auto-correlation Function
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格雷互補序列對擁有良好的自相關特性,可以使用相位編碼(phase coded)的方式,將格雷互補對應用在雷達上,使雷達較能承受訊號衰減及雜訊的影響,並且增加雷達偵測目標物距離之解析度(resolution)。實際應用因雷達與所偵測目標物之間的相對運動,造成都普勒效應使訊號頻率產生漂移,直接影響接收端解調後之混淆函數,使旁峰與頻率漂移成正比變化無法抑制,使格雷互補對應用的成效不理想。
本篇論文延伸2008年Pezeshki、Calderbank、Moran和Howard所提出的方法,探討如何抑制格雷互補對應用於雷達的都普勒效應。文獻提出將二位元格雷互補對傳送之順序滿足PTM(Prouhet-Thue-Morse)序列,可有效降低都普勒效應對雷達解調後之混淆函數的影響。我們採用將二位元格雷互補對以複數組合,發射時以調變正交載波的方式同時傳送,並且將一個時段同時傳送格雷互補對之方式,與一個時段僅傳送一個二位元格雷互補序列比較,可使雷達僅接收一個回波即可得到一對格雷互補序列,以降低回波部份接收時之混淆函數旁峰,使格雷互補對之特性充分發揮。我們採用更接近實際狀況的連續遞增相位描述都普勒效應,並測試多目標產生的重疊多回波偵測性能。模擬結果顯示雷達傳送複數組合的格雷互補對,在多目標回波重疊及雜訊嚴重時,仍可以正確的分辨目標物。
Golay complementary sequence pairs have fine auto correlation properties. The application of Golay complementary pairs in radar using phrase-coded method improves radar’s tolerance of fading and noise and improves the resolution in object distance. The relative motion between radar and its detected object causes “Doppler effect” , which leads to signal frequency shift. In actual applications, This increases the sidelobe levels of the ambiguity function and reduces the performance of Golay pairs in radar ranging.

This thesis extends the methods presented by Pezeshki, Calderbank, Moran, and Howard in 2008, and discusses how Golay Complementary pairs can be used in radar while reducing the Doppler Effect. Pezehki et al showed that when binary Golay complementary pairs are sent according to the PTM (Prouhet-Thue-Morse) sequence, the influences of Doppler effect can be effectively reduced. We use a different transmission method where binary Golay complementary pairs are sent simultaneously on the inphase and quadrature parts of the subcarrier, and compare the performance with existing method. Using our method, the radar obtains a pair of Golay sequences from only one echo, which reduces the ambiguity function sidelobes when the reflected signals are partially received, and fully exploits the property of Golay pairs. We also adopt continuously increasing phase which better describes the Doppler Effect, and test the performance with multiple overlapping echoes from multiple objects. Simulations reveal that the radar can recognize the objects while sending Golay Complementary pairs using our method with multiple overlapping echoes and under severe noise.
摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 V
圖目錄 V
第一章 序論 1
1.1. 研究動機與目的 1
1.2. 研究成果 2
1.3. 各章節提要 2
第二章 研究背景-雷達及都普勒效應 4
2.1. 雷達簡介 5
2.1.1. 雷達的基本概念 5
2.1.2. 雷達的工作原理及範圍 5
2.1.3. 雷達解析度(Resolution) 8
2.1.4. 單頻脈衝雷達相位編碼調變與Burst 10
2.1.5. 都普勒效應(The Doppler Effect) 11
2.2. 格雷互補對簡介 12
2.2.1. 格雷序列的定義 12
2.3. 使用格雷互補對提昇耐受都普勒效應之傳送方法[PCMH08] 14
第三章 降低都普勒效應之格雷互補對傳送方式探討 22
3.1. 雷達使用格雷序列相位編碼之傳送與接收分析 22
3.1.1. 使用二位元格雷互補對之傳送與接收分析 22
3.1.2. 使用二位元格雷互補對複數組合傳送與接收分析 28
3.2. 雷達相位編碼使用特殊排序之格雷序列分析 29
3.2.1. 各種傳送方式在理想的狀況下 31
3.2.2. 各種傳送方式訊號含有白雜訊之狀況 41
3.2.3. 多目標物偵測 44
3.2.4. One burst one sequence與one burst one pair之關係 48
3.2.5. One burst one pair與PN序列之混淆函數比較 49
3.2.6. 多目標物間隔距離非距離解析度之整數倍 51
第四章 結論 52
參考資料 53
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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