数字阵列雷达中频采样与DBF电路设计与实现

发布时间：2017-03-29 09:09

  本文关键词：数字阵列雷达中频采样与DBF电路设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：采用数字波束形成(DBF)技术的数字阵列雷达具有动态范围大、可同时实现多波束、可以实现自适应干扰抑制等诸多优势。而将DBF技术和软件无线电(SDR)技术结合,构建一个灵活和开放的DBF平台,成为了DBF技术发展的一种趋势。本文以某数字阵列雷达研制为背景,使用ADI公司高性能A/D芯片AD9643、TI公司高性能A/D芯片ADS6444以及Xilinx公司Kintex7系列FPGA XC7K325T,开展并完成了多通道中频信号采集与DBF电路的研制和功能实现。主要工作包括：1.完成了多通道中频信号采集与DBF电路的硬件研制：包括原理图设计、PCB设计、加工焊接和硬件调试等；2.完成了包括多通道宽带/窄带中频软件无线电功能、同时数字多波束形成功能在内的FPGA程序设计、调试和验证；3.完成了多通道中频信号采集硬件电路的性能测试,包括：A/D有效位数(ENOB)的测试、通道隔离度的测试、无杂散动态范围(SFDR)的测试以及通道幅频响应的测试。4.通过系统实验,完成同时数字多波束形成功能和性能测试。实测和实验结果表明：A/D有效位数不低于11位,通道隔离度优于-63dB,无杂散动态范围优于-69dB,中频软件无线电通道的幅频响应正常,同时多波束形成性能良好。
【关键词】：多通道中频采样 软件无线电 数字波束形成 FPGA
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN958
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-11
• 1.1 本课题的研究背景和意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-9
• 1.3 本文的主要工作9-11
• 2 电路实现方案及其关键技术11-19
• 2.1 带通采样理论12-13
• 2.2 数字下变频及数字信号抽取13-15
• 2.3 数字波束形成基本原理15-16
• 2.4 ADC有效位数的测试方法16-19
• 3 硬件电路的设计19-36
• 3.1 A/D采样电路硬件设计19-23
• 3.1.1 ADS6444及相关电路的设计19-21
• 3.1.2 AD9643及相关电路的设计21-23
• 3.2 电源电路硬件设计23-25
• 3.3 时钟电路硬件设计25-26
• 3.4 主要芯片配置电路硬件设计26-27
• 3.5 主要接口电路硬件设计27-28
• 3.6 FPGA的配置电路硬件设计28
• 3.7 K7 FPGA I/O资源分配28-31
• 3.7.1 K7 FPGA I/O资源介绍29-30
• 3.7.2 K7 FPGA与AD9643和ADS6444的连接30-31
• 3.7.3 K7 FPGA的GTX高速串行收发器的连接31
• 3.8 硬件电路的布局布线31-36
• 4 FPGA程序的设计与验证36-60
• 4.1 FPGA程序模块的设计与调试36-56
• 4.1.1 窄带通道中频软件无线电模块设计与调试37-41
• 4.1.2 宽带通道中频软件无线电模块设计与调试41-44
• 4.1.3 波束形成模块设计与验证44-46
• 4.1.4 数据发送和接收控制电路设计46-50
• 4.1.5 波束形成后数据的发送控制50-56
• 4.2 FPGA的时序约束与时序优化56-57
• 4.3 滤波器群延时与数据截位问题的分析57-60
• 4.3.1 滤波器群延时的影响分析及其消除58
• 4.3.2 数据截位的影响分析及其消除58-60
• 5 电路功能及性能测试60-70
• 5.1 A/D有效位数的测试60-62
• 5.2 A/D通道隔离度的测试62-63
• 5.3 A/D通道无杂散动态范围的测试63-65
• 5.4 中频软件无线电通道幅频响应的测试65-67
• 5.5 DBF功能和性能测试67-70
• 6 总结与展望70-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 周凤艳;;现代DBF雷达多通道接收机的实验研究[J];雷达科学与技术;2007年04期

2 秦明伟;李德建;姚远程;;软件无线电数字下变频及抽取技术研究[J];通信技术;2008年09期

3 魏永豪;袁晓;安红;;带通采样定理与中频采集数字正交检波[J];现代雷达;2006年12期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 胡刘洋;胡善清;龙腾;;多通道高速数据采集系统设计[A];第六届全国信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 张宁;DBF多路宽带数字接收机的研制[D];南京理工大学;2010年

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本文编号：274106