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基于FPGA的可编程电磁环境信号仿真器的设计

发布时间:2018-01-14 01:14

  本文关键词:基于FPGA的可编程电磁环境信号仿真器的设计 出处:《燕山大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:为了开展对雷达侦察设备的研制,需要精确复现出不断更新的工作环境,模拟战场电子战行为,以全面试验和鉴定其作战性能。鉴于此,本文对国内外电磁环境仿真技术的发展现状和现有的电磁环境信号仿真器的实现方法进行了调研,针对灵活通用、扩展性强的可编程电磁环境信号仿真器的设计与实现展开研究。首先,针对对雷达侦察设备的工作原理和现代电子对抗中的复杂电磁环境进行分析,建立起侦察设备所面临的多辐射源雷达信号环境的数学模型。其次,针对已有的硬件平台,确定了可编程电磁环境信号仿真器的系统结构及设计实现方案,通过脉冲描述字对雷达脉冲信号建模,并采用System Generator将模拟多部雷达信号及干扰信号的功能映射到FPGA中实现。实践表明,采用System Generator开发电磁环境信号模拟程序,可以降低开发复杂度,缩短研制周期。再次,针对仿真器的系统设计与实现的关键技术部分进行讨论,包括:多路并行DDS、多部雷达信号脉冲描述字生成方法、多种天线扫描样式的FPGA实现方法、数字式中频窄带高斯白噪声的设计、通过基带发送频综控制码控制频综快速切换的方法。并用System Generator搭建出各个模块,并完成功能仿真。最后,通过将仿真器的基带信号发生器与微波分系统集成后再和主控软件联调,研制出一种以FPGA为核心的多用途可编程电磁环境信号仿真系统,并对系统的功能及参数指标进行了测试,经测试,仿真器可以完成多种雷达信号、干扰信号的模拟,且性能指标均满足技术协议。此外,本仿真器的可扩展性强,可以通过主控软件设置参数,产生不受雷达类型的限制的复杂雷达信号,能够适应不断更新的更复杂的雷达环境模拟的需求。
[Abstract]:In order to develop radar reconnaissance equipment, it is necessary to accurately reproduce the constantly updated working environment and simulate the battlefield electronic warfare behavior in order to fully test and evaluate its operational performance. In this paper, the development of electromagnetic environment simulation technology at home and abroad and the existing electromagnetic environment signal simulator implementation methods are investigated, aiming at flexible and universal. The design and implementation of programmable electromagnetic environment signal simulator with strong expansibility are studied. Firstly, the working principle of radar reconnaissance equipment and the complex electromagnetic environment in modern electronic countermeasure are analyzed. The mathematical model of multi-emitter radar signal environment for reconnaissance equipment is established. Secondly, the system structure and design scheme of programmable electromagnetic environment signal simulator are determined according to the existing hardware platform. The radar pulse signal is modeled by pulse description word, and the function of simulating multi-radar signal and jamming signal is mapped to FPGA by System Generator. Using System Generator to develop electromagnetic environment signal simulation program can reduce the development complexity and shorten the development cycle. The key technologies of the system design and implementation of the simulator are discussed, including: multi-channel parallel DDSs, multi-radar signal pulse description word generation method, multi-antenna scanning FPGA implementation method. The design of digital intermediate frequency narrow band Gao Si white noise is based on the method of controlling fast switching of frequency synthesizer by baseband transmitting frequency synthesizer control code. Each module is built with System Generator. Finally, the baseband signal generator of the simulator is integrated with the microwave subsystem and then combined with the main control software. A multi-purpose programmable electromagnetic environment signal simulation system based on FPGA is developed, and the functions and parameters of the system are tested. After testing, the simulator can complete many kinds of radar signals. The simulation of the jamming signal and the performance index all meet the technical protocol. In addition, the simulator is extensible and can set parameters by the main control software to produce complex radar signal which is not limited by radar type. It can meet the needs of more complex radar environment simulation.
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN791;TN957.51

【参考文献】

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本文编号:1421369

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