子阵级数字阵列雷达中频半实物仿真系统设计与实现

发布时间：2017-04-12 18:00

  本文关键词：子阵级数字阵列雷达中频半实物仿真系统设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着射频集成电路和数字信号处理技术的不断发展,具有低截获概率、高自适应抗干扰能力、多功能和软件化等诸多优点的数字阵列雷达得到不断的发展和应用。在数字阵列雷达系统和各分系统的研制和调试过程中,传统的雷达模拟器无法满足数字阵列雷达多通道、多工作模式等的测试要求,因此,需要研制专用的数字阵列雷达模拟器。本文以某子阵级数字阵列雷达项目为背景,研制了一款由上位机总控软件和多通道中频模拟信号产生电路组成的中频半实物仿真系统。上位机总控软件可以灵活设置目标、干扰和噪声的特性参数,并通过千兆网口实时发送给多通道中频模拟信号产生电路；多通道中频模拟信号产生电路,采用基于FPGA+D/A的软件无线电方案,产生同步于被测系统的36通道中频回波模拟信号,该回波模拟信号包含目标回波、干扰和噪声。其中,12路为带宽30MHz的宽带信号、12路为带宽16KHz的窄带信号以及12路带宽1.2KHz的窄带信号。中频半实物仿真系统可模拟各种信噪比和干噪比条件下,具有不同脉冲重复周期的三种发射波形对应的目标回波信号,包括：高脉冲重复频率的脉冲多普勒(HPRF-PD)、线性调频(LFM)脉冲和线性调频连续波(LFMCW)。分系统的联调结果表明中频半实物仿真系统产生的回波信号可以满足系统功能和性能测试要求,有效的验证了自适应数字波束形成处理器分系统的数字波束形成的功能及性能以及雷达信号处理器的目标搜索、确认和跟踪功能和性能。
【关键词】：子阵级数字阵列雷达 中频半实物仿真系统 软件无线电 多发射波形 多通道
【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7-13
• 1.1 论文研究背景7-8
• 1.2 国内外研究现状8-11
• 1.3 本文的主要内容11-13
• 2 中频半实物仿真系统实现方案及关键技术13-26
• 2.1 子阵级数字阵列雷达系统框架13-14
• 2.2 中频半实物仿真系统功能及技术指标14-15
• 2.3 实现方案15-16
• 2.4 关键技术16-26
• 2.4.1 任意波形产生技术17-19
• 2.4.2 子阵级回波信号实时模拟技术19-21
• 2.4.3 高速多速率信号处理相关技术21-24
• 2.4.4 随机信号产生技术24-26
• 3 硬件电路设计26-43
• 3.1 硬件设计方案及模拟器构成框架26-27
• 3.2 原理图设计27-38
• 3.2.1 电源设计27-28
• 3.2.2 时钟设计28-30
• 3.2.3 千兆网口设计30-31
• 3.2.4 DAC3484电路设计31-33
• 3.2.5 A/D采样电路设计33-35
• 3.2.6 FPGA配置电路设计35-36
• 3.2.7 FPGA I/O资源分配36-38
• 3.3 电路PCB设计38-41
• 3.4 电路调试41-43
• 4 模拟器FPGA程序设计与调试43-77
• 4.1 FPGA程序整体设计方案43-44
• 4.2 主板Spartan3程序设计与调试44-47
• 4.2.1 数字芯片SPI接口配置模块设计与调试44-45
• 4.2.2 模拟频综、波控接口功能模块设计与调试45-47
• 4.3 主板Kintex-7程序设计与调试47-70
• 4.3.1 千兆网口模块设计与调试48-50
• 4.3.2 Kintex-7与Spartan3通信模块设计与调试50-52
• 4.3.3 CPU计算模块设计与调试52-55
• 4.3.4 数字鉴频模块设计与调试55-58
• 4.3.5 模式选择模块设计与调试58-59
• 4.3.6 点频连续波产生模块设计与调试59-61
• 4.3.7 基带目标回波产生模块设计与调试61-63
• 4.3.8 CPI/PRI信号产生模块设计与调试63-64
• 4.3.9 基带信号调制模块设计与调试64-65
• 4.3.10 噪声产生模块设计与调试65-66
• 4.3.11 干扰产生模块设计与调试66-67
• 4.3.12 回波信号合成模块设计与调试67-69
• 4.3.13 D/A接口模块设计与调试69-70
• 4.4 从板FPGA程序设计与调试70-71
• 4.4.1 从板接收模块设计与调试71
• 4.5 程序优化71-72
• 4.6 中频半实物仿真系统测试结果72-77
• 4.6.1 点频连续波测试结果72-73
• 4.6.2 HPRF-PD模式测试结果73-77
• 5 中频半实物仿真系统的功能验证与系统联合测试77-81
• 5.1 模拟器与被测系统互联框图和测试流程77-78
• 5.2 与ADBF处理器联调结果78-79
• 5.2.1 模拟器角度验证78
• 5.2.2 ADBF处理器自适应单脉冲测试结果78-79
• 5.3 与信号处理器联调结果79-81
• 6 总结与展望81-82
• 致谢82-83
• 参考文献83-85

【参考文献】

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本文编号：301807