雷达中频转发模拟器的设计与实现

发布时间：2017-09-05 15:07

  本文关键词：雷达中频转发模拟器的设计与实现

  更多相关文章： 雷达中频转发模拟器 硬件设计 软件设计 FPGA PowerPC

【摘要】：随着现代雷达技术的迅速发展,其功能体系变得复杂,同时调试难度日益增加。在实际环境中进行复杂功能雷达的调试会带来巨额的人力和物力资金耗费。因此,使用雷达中频转发模拟器仿真模拟雷达目标位置、运动和所处背景,用于测试雷达系统的性能指标是行之有效的方法。本文讨论的雷达中频转发模拟器在采集雷达中频泄露信号的基础上,加载目标的距离、速度、角度和信噪比信息,输出目标的和／差通道中频信号用于雷达信号处理机的调试和性能指标的验证。首先,在确定了任务需求的基础上,给出整体实现框图,并建立雷达回波模型,分析和差通道幅度和相位信息,通过MATLAB仿真雷达中频转发信号处理的具体实现流程；接着讨论了雷达中频转发模拟器的硬件平台构建及其硬件设计中关键技术问题的解决,包括电源保护、功耗分析、时钟分配和逻辑电平比较、高速信号线处理以及模拟地和数字地的分割方案；然后结合硬件平台具体论述了千兆以太网口通信的实现、PowerPC航迹计算和工控机侧的终端界面显示,开展了FIR滤波器资源、有限字长效应及误差等分析。最终,测试了硬件各个功能模块正确性,并产生了所需的雷达中频回波信号,经雷达信号处理板采集、记录和处理,结果显示雷达中频转发模拟器设置的目标信息和处理估计出的目标信息完全一致,表明了该雷达模拟器的正确性和可行性。
【关键词】：雷达中频转发模拟器 硬件设计 软件设计 FPGA PowerPC
【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
• Abstract4-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 研究现状和发展8-10
• 1.3 论文研究内容和结构安排10-12
• 2 中频转发模拟器的实现流程仿真12-34
• 2.1 引言12
• 2.2 中频转发模拟器的任务需求12-14
• 2.3 中频转发模拟器三个模式的工作流程14-16
• 2.4 目标中频回波模型建立16-18
• 2.5 雷达回波转发的中频处理实现18-33
• 2.5.1 多速率信号采样19-20
• 2.5.2 数字下变频和FIR滤波器的实现20-24
• 2.5.3 整数倍抽取和内插24-26
• 2.5.4 单边带调制信号的处理26-28
• 2.5.5 目标时延和多普勒的复数域实现28-29
• 2.5.6 雷达回波和差通道加权29-30
• 2.5.7 仿真结果分析与验证30-33
• 2.6 本章小结33-34
• 3 雷达中频转发模拟器的硬件设计34-46
• 3.1 引言34
• 3.2 硬件平台搭建34-37
• 3.2.1 硬件方案需求34-35
• 3.2.2 板卡方案设计35-37
• 3.3 关键技术问题解决和实现37-44
• 3.3.1 电源模块设计37-41
• 3.3.2 时钟模块设计41-42
• 3.3.3 高速信号线处理42-43
• 3.3.4 模拟地和数字地分割43-44
• 3.4 PCB设计与实现44-45
• 3.5 本章小结45-46
• 4 雷达中频转发模拟器的软件设计46-62
• 4.1 引言46
• 4.2 软件整体设计和任务划分46-47
• 4.3 千兆以太网口程序设计47-51
• 4.3.1 嵌入式三态以太网口硬核48-49
• 4.3.2 千兆网口传输信息及协议规定49-50
• 4.3.3 数据传输验证与实现50-51
• 4.4 嵌入式处理器PowerPC总体设计51-57
• 4.4.1 嵌入式处理器PowerPC硬核及EDK定制52-53
• 4.4.2 软件开发套件SDK中任务分配与设计53-54
• 4.4.3 加权查表法设计及流程54-55
• 4.4.4 目标航迹计算及SDK程序实现55-57
• 4.5 硬件描述语言程序设计和资源误差分析57-61
• 4.5.1 硬件描述语言Verilog-HDL的总体设计58-59
• 4.5.2 FIR滤波器IP核实现及资源分析59
• 4.5.3 有限字长效应及误差分析59-61
• 4.6 本章小结61-62
• 5 工控机侧显示界面功能实现62-66
• 5.1 引言62
• 5.2 基于千兆网口的整体界面设计62-65
• 5.2.1 基本波形测试模式63-64
• 5.2.2 计算机下载任意波形并转发模式64
• 5.2.3 实时采集雷达中频泄露信号并转发模式64-65
• 5.3 本章小结65-66
• 6 总体调试分析与结果验证66-72
• 6.1 引言66
• 6.2 硬件功能模块测试66-69
• 6.2.1 ADC动态有效位测试66-67
• 6.2.2 DAC无杂散动态范围测试67-68
• 6.2.3 双端口SRAM功能测试68-69
• 6.2.4 存储FLASH功能测试69
• 6.3 总体功能实现结果和分析69-71
• 6.4 本章小结71-72
• 7 总结与展望72-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 许京伟;廖桂生;朱圣棋;;基于幅相线性约束的自适应和差波束形成方法研究[J];电子学报;2013年09期

2 吴琪;王珍;;MIMO雷达和相控阵雷达单脉冲测角方法的对比分析[J];电子信息对抗技术;2014年06期

，

本文编号：798664