圆柱阵雷达数据采集处理与波束形成

发布时间：2017-04-13 14:20

  本文关键词：圆柱阵雷达数据采集处理与波束形成，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,圆柱阵天线因具有波束方向性好、空间全方位扫描、搜索方式灵活等优点而被广泛关注,而多通道数据采集与处理系统作为圆柱阵雷达系统的重要组成部分,对提高系统性能起着至关重要的作用。本文所研究的圆柱阵雷达数据采集处理与波束形成系统是一个36通道并行的数据采集与处理系统,以Xilinx公司最新推出的7系列FPGA为硬件平台,能够实现对雷达中频回波信号的采集、缓存、FIR滤波、数字下变频、下抽样及数字波束形成等处理,并拥有多个工作模式。本文首先分析了系统的设计需求及工作模式,给出了系统总体设计方案及信号处理流程。然后根据设计方案,在FPGA平台上用Verilog编程实现了基于高速串行ADC芯片AD9253的36路数据采集,并利用FPGA内部集成的SelectIO核对数据做串并转换；利用Block Memory核设计了乒乓结构的数据缓存模块；利用FIRCompiler核实现了系数可重载的FIR滤波器设计；完成了多种工作模式下的数字下变频处理；利用Complex Multiplier核设计乘加器实现数字波束形成处理。本文最后结合Matlab仿真及Modelsim仿真结果,对系统进行了整体调试,主要包括时钟模块、数据采集模块及信号处理模块的调试,验证了本文所设计并研制的系统符合设计指标的要求。
【关键词】：FPGA 数据采集 FIR滤波 数字下变频 数字波束形成
【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】：TN957.52
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-12
• 1.1 研究背景7-8
• 1.2 研究概况与发展现状8-10
• 1.3 本文主要内容和章节安排10-12
• 2 多通道中频数据采集与处理方案12-30
• 2.1 引言12
• 2.2 系统总体设计需求及工作模式12-15
• 2.3 系统信号处理流程15-16
• 2.4 系统各功能模块设计16-23
• 2.4.1 中频数据采集16-18
• 2.4.2 FIR滤波器及设计方法18-20
• 2.4.3 数字下变频原理及实现方法20-21
• 2.4.4 数字波束形成原理及实现方法21-23
• 2.5 不同工作模式下各功能模块设计23-25
• 2.6 回波信号处理流程的MATLAB仿真实验25-29
• 2.7 本章小结29-30
• 3 系统硬件描述语言编程与仿真30-51
• 3.1 引言30
• 3.2 系统硬件平台及结构图30-32
• 3.3 系统总体软件设计及工作模式切换32-34
• 3.4 系统各功能模块硬件描述语言实现34-45
• 3.4.1 数据缓存模块设计与实现36-38
• 3.4.2 FIR滤波器实现38-41
• 3.4.3 数字下变频实现41-44
• 3.4.4 数字波束形成实现44-45
• 3.5 系统各功能模块的Modelsim仿真实验45-50
• 3.6 本章小结50-51
• 4 系统调试及资源分析51-66
• 4.1 引言51
• 4.2 系统时钟模块调试51-54
• 4.2.1 系统时钟分布51-52
• 4.2.2 时钟芯片Si5338配置及调试52-54
• 4.3 数据采集模块调试54-62
• 4.3.1 AD9253结构及初始化配置54-57
• 4.3.2 Selcet IO技术57-60
• 4.3.3 AD采样结果及性能分析60-62
• 4.4 数据缓存与处理模块调试62-64
• 4.5 系统资源评估64-65
• 4.6 本章小结65-66
• 5 结束语66-67
• 5.1 工作总结66
• 5.2 前景展望66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1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

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 郭文伟;多通道信号采集及DBF实现[D];西安电子科技大学;2011年

  本文关键词：圆柱阵雷达数据采集处理与波束形成，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：303811