多载波相位编码雷达信号生成系统的设计与实现

发布时间：2020-05-24 18:23

【摘要】：随着军事技术的发展,要求现代雷达具有更完备的功能与更高的性能。鉴于传统宽带雷达信号低截获性能的不足,人们开始寻找新体制雷达信号。多载波相位编码OFDM信号(MCPC-OFDM)作为一种新型宽带雷达信号,结合了相位编码信号和OFDM信号的低截获、抗干扰、成像性能好等优势,引起了人们的广泛关注。MCPC-OFDM信号发生器是新体制雷达系统的重要组成部分,其设计性能的好坏在某种程度上决定了整个雷达系统的性能高低。本文针对宽带雷达的多载波相位编码信号生成展开了以下研究工作:(1)多载波相位编码信号分析。本文研究了多载波相位编码信号的时域和频域形式,验证了多载波相位编码信号的正交频谱结构,推导了多载波相位编码脉冲信号的模糊函数,总结了多载波相位编码信号的优越性。(2)MCPC-OFDM雷达信号生成技术分析。首先讨论了OFDM调制原理及其快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform,简称IFFT)实现,然后推导了基于DDS的MCPC-OFDM信号生成技术,最后分析对比了两种生成技术。(3)提出了一种基于FPGA+DAC架构的MCPC-OFDM雷达信号生成系统的工程实现方案。首先,通过对该方案硬件资源消耗情况及性能要求的分析,选择了FPGA Kintex-7 XC7K325T和AD9129芯片;接着,给出了利用多个DDS IP核合并一路子载波来产生所需频率信号的方法。最后,研制出了一种基于FPGA+DAC架构的MCPC-OFDM雷达信号生成器。(4)系统功能仿真测试与误差分析。通过设置MCPC-OFDM信号参数对生成模块进行测试,将测试生成的波形数据用MATLAB进行频谱分析,然后对系统误差进行分析,并对幅度截断误差进行了测试。经过功能仿真测试与验证,本文设计的MCPC-OFDM信号生成模块能够生成高质量的MCPC-OFDM信号,且子载波数可以任意改变。
【图文】：

表 1.1 四类频率合成技术的性能对比性能技术相位噪声 频率范围 频率切换时间频率分辨率杂散分量 体DAS 很好 宽 短 很低 较差 大PLL 较差 很宽 较长 低 好 较DDS 好 窄 短 高 较差 小混合频率合成技术好 宽 较长 较高 好 较图 1.1 为一种 MCPC-OFDM 雷达系统结构图。在该系统中，正交多载波编码信号的生成模块是重要组成部分，如何在硬件上实现该信号的生成是确统正常工作的关键。传统方法中，MCPC-OFDM 雷达信号可以由离散傅里叶换（IDFT）产生，其回波信号可以采用离散傅里叶逆变换（DFT）进行解调此，MCPC-OFDM 雷达系统的波形生成模块以及信号处理模块均可以实现完字化。DDS

8图 2.2 OFDM 信号的时频图相位编码信号的时域和频域分析FDM 雷达信号是在 OFDM 信号的基础上通过对各个子编码得到的，，这样的好处是既保留了 OFDM 的优良特性
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN957.51

【参考文献】

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1 霍凯;赵晶晶;;OFDM新体制雷达研究现状与发展趋势[J];电子与信息学报;2015年11期

2 张卫;薄超;顾红;苏卫民;;OFDM雷达信号源设计与实现[J];数据采集与处理;2014年04期

3 张献中;张涛;;频率合成技术的发展及应用[J];电子设计工程;2014年03期

4 施祥同;王磊;叶春q

本文编号：2678800