宽带相控阵雷达子阵数字调制技术及其FPGA实现

发布时间：2017-09-24 03:20

  本文关键词：宽带相控阵雷达子阵数字调制技术及其FPGA实现

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【摘要】：宽带相控阵雷达具有高距离分辨力，能满足现代战争对于雷达多目标远距离探测、目标高分辨成像与目标识别的要求，因此受到国内外雷达研究领域的重点关注。但在宽带体制下，相控阵雷达固有的孔径渡越时间问题以及波束空间“色散”问题变得突出，导致雷达难以同时获得大扫描角和大瞬时带宽。这将大大影响宽带相控阵雷达的性能。 本文针对线性调频信号，研究了一种基于子阵数字去斜（Dechirp）处理的数字延迟补偿方法，替换了原有的模拟延迟线。在解决了宽带相控阵雷达波束发散问题的同时，降低了雷达系统的成本和复杂度。 本论文开展了如下工作：（1）首先阐述了宽带相控阵雷达数字调制技术的研究背景及意义，并介绍了宽带相控阵雷达的发展及相关技术的研究情况。（2）介绍了相控阵雷达天线相关知识，，分析了相控阵天线对雷达瞬时信号带宽的限制，并阐述了传统的基于模拟延迟线的波束发散补偿方法。（3）针对线性调频信号，研究了一种基于子阵数字去斜处理的数字延迟补偿方法，推导了该算法的数学模型，并进行了相关仿真验证。（4）介绍了基于FPGA的宽带相控阵雷达子阵数字调制方案，着重介绍了数字调制技术的软件实现。（5）在高速数字收发单元硬件平台上对该方案进行了验证实验，给出了具体实验流程和实验结果，验证了该方案的可行性。
【关键词】：宽带相控阵雷达 孔径渡越时间 子阵数字去斜 FPGA
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN958.92;TN791
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-10
• 图目录10-13
• 表目录13-14
• 第1章 绪论14-21
• 1.1 课题研究背景及意义14-15
• 1.2 国内外动态15-19
• 1.2.1 宽带相控阵雷达的发展15-16
• 1.2.2 关键技术的研究16-19
• 1.3 本文内容安排19-21
• 第2章 相控阵雷达天线原理21-30
• 2.1 引言21
• 2.2 线性相控阵天线扫描原理21-24
• 2.3 相控阵天线对雷达瞬时信号带宽的限制24-27
• 2.3.1 波束指向对瞬时带宽的限制24-26
• 2.3.2 孔径渡越时间对瞬时带宽的限制26-27
• 2.4 宽带相控阵天线实时延迟补偿的实现方法27-29
• 2.5 小结29-30
• 第3章 子阵数字去斜30-40
• 3.1 引言30
• 3.2 子阵去斜数学模型30-34
• 3.2.1 发射通道延时原理30-32
• 3.2.2 子阵去斜及延时原理32-34
• 3.3 离散模型34-36
• 3.3.1 发射信号离散模型34
• 3.3.2 去斜本振离散模型34-35
• 3.3.3 NCO 离散模型35-36
• 3.4 子阵去斜算法仿真36-39
• 3.5 小结39-40
• 第4章 子阵数字调制实现方案40-77
• 4.1 引言40
• 4.2 系统功能及指标40-42
• 4.2.1 功能需求40-41
• 4.2.2 指标要求41-42
• 4.3 硬件平台42-48
• 4.3.1 硬件系统简介42-44
• 4.3.2 TR 板卡简介44-48
• 4.4 软件实现48-74
• 4.4.1 软件功能模块划分48-49
• 4.4.2 波门控制模块49-50
• 4.4.3 发射模块50-57
• 4.4.4 接收模块57-67
• 4.4.5 缓存及 GTX 模块67-74
• 4.5 多通道系统的同步设计74-75
• 4.5.1 硬件同步环境及数字调整74-75
• 4.5.2 软件数字调整75
• 4.6 宽带幅相预失真补偿技术75-76
• 4.7 小结76-77
• 第5章 子阵数字调制技术验证实验77-86
• 5.1 引言77
• 5.2 发射通道数字延迟精确补偿实验77-81
• 5.2.1 实验目的77
• 5.2.2 实验对象77
• 5.2.3 实验步骤77-78
• 5.2.4 实验结果78-81
• 5.2.5 实验结论81
• 5.3 基于数字去斜的宽带直采处理实验81-84
• 5.3.1 实验目的81-82
• 5.3.2 实验对象82
• 5.3.3 实验步骤82
• 5.3.4 实验结果82-84
• 5.3.5 实验结论84
• 5.4 宽带发射信号幅相实时补偿实验84-85
• 5.4.1 实验目的84
• 5.4.2 实验对象84
• 5.4.3 实验步骤84
• 5.4.4 实验结果84-85
• 5.4.5 实验结论85
• 5.5 小结85-86
• 结论86-88
• 参考文献88-92
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单92-93
• 致谢93

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：909058