基于FPGA的雷达目标模拟器设计与实现

发布时间：2020-08-05 20:50

【摘要】：雷达目标模拟器基于雷达技术及系统模拟技术,主要用来模拟雷达目标信息及环境信息,广泛应用于雷达接收分系统及雷达整机性能测试,大大降低了雷达研制成本,缩短了雷达研制周期,雷达目标模拟技术已贯穿于雷达研制、调试及使用的各个阶段。本课题依托某研究所脉冲多普勒体制雷达的研制项目,设计了基于FPGA的外场便携式雷达目标模拟器。首先研究了回波模型及目标模拟方法,分析了幅度、延迟、多普勒频移等目标回波信息模拟实现方法,设计了基于DRFM(基于数字射频存储)技术及CPCI总线的模拟器系统架构:由微波链路单元、基带信号处理单元及计算机控制单元组成,并分析了每个组成单元的功能及系统工作原理。基于FPGA强大的并行处理能力、运算能力及System Generator系统级建模工具,设计正交混频、滤波抽取、多普勒及延迟调制、内插滤波及IQ调制等数字信号处理关键模块。其次,设计了基于FPGA的微波控制板卡及操作面板硬件板卡,微波控制板主要用于微波链路与上位机通信、微波模块间通信以及对微波器件的实时控制。操作面板实现了CPCI机箱的开机、关机及系统正常工作等功能,并用modelsim等仿真工具进行时序仿真与验证。最后,对系统关键接口进行调试,通过信号源、频谱分析仪、示波器等标准仪器,以及与雷达联调,对模拟器功能及指标进行了测试与分析,测试结果表明设计方案可行,达到预期指标。
【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】：TN957.51
【图文】：

用性好：基于 CPCI 协议规范；GF_CPCIV4 的基本架构见图 2-5，实物图见图 2-6。FPGA1Virtex-6FlashFPGA0Virtex-5RJ454x10x4x72pQGRIDPCI-EAuroraGbEQSTACK QSTACK4x72p1xQLINK8pSDRAM2xQLINK32bit33MHzQLINK8p128b8pPCI图 2-5 HQGF_CPCIV4 总体框图

图 2-7A/D 子板 图 2-8 D/A 子板微波下变频输出的低中频信号在 600 500MHz，取 ADC 芯片采样率2.4GSPS，则对采样后的信号进行正交混频及滤波，可以把信号搬移到 5 00MHz围内，进行 2 倍抽取后采样率变为1.2GSPS，可满足 1GHz 瞬时带宽要求。上位机可进行宽带目标及窄带目标选择，宽带目标瞬时带宽为 600MHz，其点标实现原理见图 2-9。ADC计算多普勒序列实数IQ正交变频2倍抽取来自模型软件单元信息：目标延迟量d0~d1PRI触发测频fIQ延迟模块d0~d12倍内插IQ调制fDAC0二次变频f带内均衡IQ IQfGHzs 2.4fGHzs 1.22倍内插IQ调制fDAC1fGHzs 2.4目标0目标1

图 2-7A/D 子板 图 2-8 D/A 子板微波下变频输出的低中频信号在 600 500MHz，取 ADC 芯片采样率2.4GSPS，则对采样后的信号进行正交混频及滤波，可以把信号搬移到 5 00MHz围内，进行 2 倍抽取后采样率变为1.2GSPS，可满足 1GHz 瞬时带宽要求。上位机可进行宽带目标及窄带目标选择，宽带目标瞬时带宽为 600MHz，其点标实现原理见图 2-9。ADC计算多普勒序列实数IQ正交变频2倍抽取来自模型软件单元信息：目标延迟量d0~d1PRI触发测频fIQ延迟模块d0~d12倍内插IQ调制fDAC0二次变频f带内均衡IQ IQfGHzs 2.4fGHzs 1.22倍内插IQ调制fDAC1fGHzs 2.4目标0目标1

【参考文献】

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本文编号：2781858