某分布式雷达数字阵列模块的FPGA控制逻辑设计与实现
本文选题：米波数字阵列模块 + 收/发控制 ； 参考：《西安电子科技大学》2014年硕士论文
【摘要】：米波雷达在反隐身和抗反辐射导弹方面具有显著优势,但是也存在分辨精度差、机动性差等弊端,而分布式阵列雷达作为继MIMO雷达之后新出现的一种新体制雷达,具有可机动部署、造价低等优势。因此将米波段和分布式相结合,充分各自的优势,一方面,有利于提高米波雷达的探测精度和战场生存能力,是下一代雷达发展的技术方向。另一方面,相比传统的相控阵雷达,数字阵列雷达在数字域实现幅度相位的加权,有幅度相位控制精度高、大的瞬时动态范围、空间波束形成灵活、可制造性强、全周期寿命费用低、低角测高精度高等诸多优点,因此分布式米波数字阵列雷达是当今雷达研制的一个重要方向。在分布式米波数字阵列雷达中,数字阵列模块(Digital Array Module,DAM)主要完成雷达信号的发射和接收,在发射模式下根据设置的信号参数产生波形,然后经过上变频和放大将能量辐射出去,在空间实现波束合成;在接收模式下,对接收信号进行数字下变频处理,将基带信号送往信号处理机进行下一步信号处理。DAM作为数字阵列雷达的核心组成部分,它承接了模拟信号和数字信号的转换,完成发射信号产生和接收信号处理,其性能直接影响到信号处理结果的好坏,也在某种程度上决定了雷达系统的探测性能。因此,在前人工作的基础上,结合某分布式米波雷达课题,本文将主要研究某分布式米波雷达试验系统中数字阵列模块的设计与实现。首先,引用某分布式米波雷达试验系统,该系统主要由数字阵列模块、校正网络、定时控制板、上位机、信号处理板组成,为发射/接收控制的实现提供了良好的硬件平台;然后,详细介绍其数字阵列模块的各结构组成及各部分功能;最后,结合该数字阵列模块和某雷达设计参数,利用FPGA硬件逻辑语言分别对发射、接收控制逻辑进行设计。发射时对DDS芯片AD9910进行相应的初始化以及配置产生要求的波形,并针对不同工作模式给出Modelsim仿真结果和实际调试结果。对于接收部分,设计基于DDC芯片AD6636的数字下变频方案,并利用matlab对该方案进行仿真,并给出调试结果。结果表明该程序设计简单、有效、稳定。整个设计利用了在固定硬件平台下通过软件语言实现多功能化设计的直接数字频率合成方法和软件无线电思想,并且都是在数字域内完成,充分体现了数字阵列雷达的特点。
[Abstract]:Meter-wave radar has significant advantages in anti-stealth and anti-radiation missiles, but it also has some disadvantages such as poor resolution accuracy and poor mobility. Distributed array radar is a new system radar after MIMO radar. With mobile deployment, low cost and other advantages. Therefore, combining the meter wave band with the distributed radar, and making full use of their respective advantages, on the one hand, is conducive to improving the detection accuracy and battlefield survivability of the meter wave radar, and is the technical direction of the next generation radar development. On the other hand, compared with traditional phased array radar, digital array radar achieves amplitude phase weighting in digital domain, with high amplitude and phase control accuracy, large instantaneous dynamic range, flexible spatial beamforming, and strong manufacturability. Due to the advantages of low life cost and high precision of low angle measurement, distributed meter wave digital array radar is an important direction of radar development. In distributed meter wave digital array radar, digital Array module (digital array module) mainly completes the transmission and reception of radar signal, generates the waveform according to the signal parameters in the transmission mode, and then radiates the energy out by up-conversion and amplification. In the receiving mode, the received signal is processed by digital downconversion, and the baseband signal is sent to the signal processor for the next step signal processing. Dam is the core part of the digital array radar. It takes on the conversion of analog signal and digital signal, and completes the processing of transmitting signal and receiving signal. Its performance directly affects the result of signal processing and determines the detection performance of radar system to some extent. Therefore, on the basis of previous work, this paper will mainly study the design and implementation of digital array module in a distributed meter wave radar test system. Firstly, a distributed meter wave radar test system is introduced. The system is composed of digital array module, calibration network, timing control board, upper computer and signal processing board, which provides a good hardware platform for the realization of transmit / receive control. Then, the structure and functions of the digital array module are introduced in detail. Finally, combining the digital array module and some radar design parameters, the FPGA hardware logic language is used to design the transmitting and receiving control logic. The DDS chip AD9910 is initialized and configured to generate the required waveform. The results of Modelsim simulation and debugging are given for different working modes. For the receiving part, a DDC chip AD6636 digital downconversion scheme is designed. The scheme is simulated by matlab, and the debugging results are given. The results show that the program is simple, effective and stable. The whole design makes use of the direct digital frequency synthesis method and the software radio idea which realizes the multi-function design under the fixed hardware platform through the software language, and is completed in the digital domain, fully embodies the characteristic of the digital array radar.
【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】：2014
【分类号】：TN957.51;TN791
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 ;数字阵列雷达专题研讨会在三亚成功召开[J];雷达科学与技术;2009年01期
2 朱庆明;数字阵列雷达述评[J];雷达科学与技术;2004年03期
3 吴曼青;;数字阵列雷达及其进展[J];中国电子科学研究院学报;2006年01期
4 胡坤娇;;米波段数字阵列雷达的设计[J];雷达科学与技术;2008年06期
5 郑生华;王冰;;一种新的数字阵列雷达接收机技术[J];雷达科学与技术;2008年06期
6 徐海洲;吴曼青;;数字阵列雷达系统[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2008年05期
7 陈曾平;张月;鲍庆龙;;数字阵列雷达及其关键技术进展[J];国防科技大学学报;2010年06期
8 查林;;数字阵列雷达技术在舰载综合射频系统中的应用[J];舰船电子对抗;2011年03期
9 陈兴国;刘建勇;;数字阵列技术的研究[J];硅谷;2012年09期
10 陶玉龙;余海龙;;数字阵列雷达中多通道数字收发技术研究[J];硅谷;2012年11期
相关会议论文 前2条
1 袁朋杰;强勇;;阵列稀疏布阵雷达数字波束形成研究[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集（上册）[C];2010年
2 范立杰;张月;陈曾平;;数字阵列雷达宽带波束形成实现技术研究[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
相关博士学位论文 前3条
1 邹林;宽带数字阵列雷达关键技术研究[D];电子科技大学;2013年
2 朱伟;米波数字阵列雷达低仰角测高方法研究[D];西安电子科技大学;2013年
3 张承畅;多FPGA系统的关键问题及应用研究[D];重庆大学;2011年
相关硕士学位论文 前10条
1 周春浩;子阵级数字阵列雷达中频半实物仿真系统设计与实现[D];南京理工大学;2015年
2 赵翔;基于多核DSP的HPRF-PD数字阵列雷达信号处理器研制与实现[D];南京理工大学;2015年
3 潘爱军;数字阵列雷达中频采样与DBF电路设计与实现[D];南京理工大学;2015年
4 魏志龙;数字阵列雷达信号处理机设计与实现[D];电子科技大学;2015年
5 武宇娟;某分布式雷达数字阵列模块的FPGA控制逻辑设计与实现[D];西安电子科技大学;2014年
6 李亚星;复杂环境下的数字阵列雷达资源管理技术研究[D];电子科技大学;2012年
7 赵洪涛;数字阵列雷达资源管理技术研究[D];电子科技大学;2011年
8 申秋明;数字阵列雷达接收通道均衡技术研究与实现[D];电子科技大学;2005年
9 陈刚;通道均衡在宽带数字阵列雷达中的技术研究[D];电子科技大学;2008年
10 冉涌;宽带数字阵列雷达通道校正技术[D];电子科技大学;2010年
，本文编号：2075410
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/2075410.html
