基于射频采样的多通道数据采集设计与实现

发布时间：2017-11-23 12:33

本文关键词：基于射频采样的多通道数据采集设计与实现

【摘要】：射频采样模拟器件少、功耗低、灵活、性能高,在雷达接收机设计中使用越来越广泛。随着超大规模数字集成电路(VLSI)技术的迅猛发展,雷达系统设计趋势是数字化、体积不断缩小且性能得到有效提高。本文针对现代雷达高性能实时信号处理的需求,对多通道射频采样和高速串行通信进行研究,所取得的主要研究成果为:1、对雷达接收机采样方式及性能指标进行研究。介绍了工程中常用到的三种不同的雷达接收机前端信号采样方法。基于射频采样频率高、带宽小的特点,使用带通采样定理并确定采样率。详细阐述了信噪比增益、动态范围及接收机灵敏度之间的关系,并根据项目需求进行主要器件选型,进行硬件电路设计。2、对基于射频采样的数字下变频算法进行研究。根据实际工程条件,给出四种不同的数字下变频实现结构,并分析各自的优缺点及适用条件。针对高速射频采样,设计两级DDC算法方案。解决了由于NCO位宽不足而引入的频偏问题,并设计高性能抗混叠滤波器。给出两种常用的测试动态范围的方法,并结合实测数据,得到AD芯片及AD采集板的动态范围,其结果满足接收机灵敏度的要求。另外,给出抗混叠滤波器的带外抑制的测试方法,并结合实际测试数据,分析滤波器的凹口特性及对带外信号的抑制能力。3、对雷达接收机抗干扰算法进行研究。为了提高雷达的抗干扰性能,给出两种抗干扰措施:自适应频率捷变和窄脉冲剔除。详细阐述了两种抗干扰措施的应用条件及原理,并给出基于FPGA的硬件实现方案。结合实测数据和终端效果观测,其抗干扰效果良好。4、对基于GTX的高速串行通信进行研究。针对高性能AD芯片数据传输速率高的问题,在详细分析高速传输协议JESD204B的协议内容的基础上,给出基于FPGA的开发方案。给出一种基于GTX的灵活高效的自定义传输协议,用于板卡之间的光纤通信,并介绍其主要测试工具IBERT。5、对FPGA规范化设计进行研究。总结基于FPGA的雷达信号处理设计流程,着重介绍了FPGA程序开发流程。然后给出基于FPGA的自检方案设计,并给出本次设计中的自检方案。最后介绍FPGA时序设计与优化的方法与技巧,重点分析异步时钟域的处理方法。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN957.5

【参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

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