雷达干扰系统中FIR滤波器的设计与分析(FFA级联结构的应用)
本文选题:雷达干扰系统 + FIR滤波器 ; 参考:《成都理工大学》2017年硕士论文
【摘要】:随着微电子技术和通信技术的快速发展,雷达被广泛应用在国防和军事领域,在现代电子战(Electronic Warfare)中扮演着举足轻重的角色。雷达干扰系统的研究是提高电子对抗能力的重要环节之一。雷达干扰系统通常由非常多的设备和模块组成,有限长冲激响应(Finite Impulse Response,FIR)滤波器是数字信号处理单元中非常重要的功能模块之一。本文以电子研究所的某雷达干扰系统为基础,结合FIR滤波器的原理,采用快速FIR算法(Fast FIR Algorithms,FFA)级联结构,对所需FIR滤波器进行设计。通过系统仿真和结果分析,证明所设计的FIR滤波器满足雷达干扰系统的要求,逻辑资源使用情况与理论结果一致。本文主要通过以下几个方面进行了研究:(1)从雷达系统的工作原理入手,分析了常见的雷达干扰方式,如距离干扰、速度干扰、多目标干扰的工作原理。结合雷达干扰系统的设计方案,对系统主要模块和器件进行分析,明确了系统的工作原理,确定了所需FIR滤波器的性能要求。(2)结合FIR滤波器的基本原理,分析对比了几种常见的FIR滤波器结构的原理和特点,并着重对并行结构进行了研究。对常用的滤波器设计方法:窗函数设计法、频率采样法和等纹波逼近法进行了理论研究和特点分析,为FIR滤波器的设计提供了理论支持。(3)本文采用FFA级联结构对FIR滤波器进行设计。FFA级联结构可在保证FIR滤波器性能的前提下,大大减少硬件资源的使用。对于FFA级联结构,本文从CRT算法和Winograd算法入手,对FFA算法进行研究。然后对FFA级联结构进行分析和总结。(4)分析FIR滤波器的技术要求,确定了滤波器的设计方案。在MATLAB工具的辅助下,使用Verilog HDL完成FIR滤波器的设计,通过ModelSim软件进行功能仿真与分析。FIR滤波器的仿真结果表明,本文所设计的FIR滤波器能够满足雷达干扰系统的功能要求。由于采用FFA级联结构对FIR滤波器进行设计,与传统并行结构相比,在功能达到要求的同时,可节约大量逻辑资源,便于硬件实现。根据Quartus II软件的编译报告,该滤波器的资源使用与理论结果一致。
[Abstract]:With the rapid development of microelectronic technology and communication technology, radar is widely used in the field of national defense and military affairs, and plays an important role in modern electronic warfare. The research of radar jamming system is one of the important links to improve the capability of electronic countermeasure. Radar jamming system is usually composed of many equipments and modules. Finite Impulse response filter is one of the most important function modules in digital signal processing unit. Based on a radar jamming system in the Electronic Research Institute and the principle of FIR filter, the fast FIR algorithm Fast FIR algorithm FFA-cascaded structure is adopted to design the required FIR filter. Through system simulation and result analysis, it is proved that the designed FIR filter meets the requirements of radar jamming system, and the use of logic resources is consistent with the theoretical results. In this paper, the principle of radar jamming, such as range jamming, velocity jamming and multi-target jamming, is analyzed from the working principle of radar system. Combined with the design scheme of radar jamming system, the main modules and devices of the system are analyzed, the working principle of the system is clarified, and the performance requirement of the required FIR filter is determined. The principle and characteristics of several common FIR filter structures are analyzed and compared, and the parallel structures are emphatically studied. The common filter design methods, such as window function design method, frequency sampling method and equal-ripple approximation method, are studied theoretically and their characteristics are analyzed. In this paper, the FFA cascade structure is used to design the FIR filter, which can greatly reduce the use of hardware resources on the premise of guaranteeing the performance of the FIR filter. For the FFA cascade structure, this paper starts with the CRT algorithm and the Winograd algorithm, and studies the FFA algorithm. Then the FFA cascade structure is analyzed and summarized. 4) the technical requirements of the FIR filter are analyzed, and the design scheme of the filter is determined. With the help of MATLAB tool, Verilog HDL is used to complete the design of FIR filter. The simulation results of the ModelSim software show that the FIR filter designed in this paper can meet the functional requirements of radar jamming system. Because of the design of FIR filter with FFA cascade structure, compared with the traditional parallel structure, it can save a lot of logic resources and be easy to implement in hardware. According to the compilation report of Quartus II software, the resource usage of the filter is consistent with the theoretical results.
【学位授予单位】:成都理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN974
【参考文献】
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,本文编号:1932806
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