面向无源定位的雷达辐射源模拟器设计

发布时间：2017-09-03 19:02

  本文关键词：面向无源定位的雷达辐射源模拟器设计

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【摘要】：面向无源定位的雷达辐射源模拟器能够在单个模拟器上实现多通道雷达信号的模拟,并在各通道间加入时差信号,模拟一整套时差定位系统,为时差定位算法的验证和测试提供了便捷、稳定的实验平台。为了保证模拟器产生的雷达信号间时差具有实际意义,在上位机的操作平台设置雷达参数时,会首先假定四路通道模拟的四个观测站的坐标以及假定目标位置的坐标,计算出目标到各观测站的径向距离,并求差,利用该差值就能得到各通道间的模拟雷达信号的时差值,保证了时差的产生具有物理意义。雷达辐射源模拟器采用软、硬件相结合的方式,能灵活、快速、方便的产生出任何测试所需的信号,同时因其模块化设计使得其通用性、兼容性大大提升。本文所述的雷达辐射源模拟器能够实现多种雷达信号指标和要求,模拟各种雷达体制,包括预警雷达、搜索警戒雷达、指挥雷达、炮瞄雷达、战场监视雷达、机载雷达、导航雷达和敌我识别雷达等种类,同时能够模拟多种雷达信号,能够实现脉冲雷达、连续波雷达、脉冲压缩雷达、频率捷变雷达等。面向无源定位的雷达辐射源模拟器采用DSP和FPGA硬件平台,机箱体积小、功耗低,并且利用上位机提供方便的人机交互平台,可以方便的完成模拟雷达信号参数的设置以及监控模拟器工作状态的任务。主要研究工作如下:1.对时差定位系统进行简要介绍,包括时差定位模型的搭建,在二维平面条件下时差定位求解和三维空间条件下时差定位求解的一般方式,并根据时差定位的特点确定出雷达辐射源模拟器在产生时差时的基本参数设置方式与时差值求法。2.对雷达系统进行分析与介绍,根据雷达系统常用雷达信号波形参数,对雷达信号的基本类型进行说明,简要分析了常见雷达信号的基本特点,并根据面向无源定位雷达辐射源模拟器的适用场合和系统地位确定出设计时的基本要求。3.面向无源定位的雷达辐射源模拟器的软硬件设计。首先说明该模拟器的基本框架和组成结构,分析其工作流程,然后,详细描述采用DSP和FPGA的基本硬件构成和其他模拟电路模块,最后说明软件设计,分析了利用SPI进行数据传输的方式和协议,FPGA的软件设计中主要介绍了直接数字频率合成技术的基本原理和在本设计中的应用,随后上位机软件设计说明了时差的产生方法和设置方式。4.完成对雷达辐射源模拟器的各种指标的测定。直接使用示波器和频谱仪对雷达环境模拟器产生的信号进行观测,重点观察时差值、雷达数量,雷达波形,对脉宽和脉冲重复周期进行测定,验证其正确性,并对最终产生的结果进行简要分析。
【关键词】：雷达辐射源模拟器 时差定位 DSP FPGA
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN955
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 符号对照表12-13
• 缩略语对照表13-16
• 第一章 绪论16-22
• 1.1 研究背景和意义16-17
• 1.2 雷达辐射源模拟器研究现状17-20
• 1.3 本文主要研究内容20-22
• 第二章 雷达辐射源模拟器总体架构22-38
• 2.1 无源定位系统22-23
• 2.2 时差定位的基本原理23-24
• 2.3 目标定位的求解24-28
• 2.3.1 直角坐标系下二维平面目标定位求解24-26
• 2.3.2 直角坐标系下三维平面目标定位求解26-28
• 2.4 模拟源时差信息的设定28-29
• 2.5 雷达和雷达信号29-34
• 2.5.1 雷达系统29-31
• 2.5.2 雷达基本信号类型31-34
• 2.6 面向无源定位雷达辐射源模拟器的功能要求34
• 2.7 面向无源定位雷达辐射源模拟器系统组成框架34-36
• 2.8 本章小结36-38
• 第三章 模拟器信号产生板设计38-68
• 3.1 面向无源定位雷达辐射源模拟器设计38-43
• 3.1.1 基本硬件电路模块38-43
• 3.1.2 雷达辐射源模拟器工作流程43
• 3.2 模拟器信号产生板硬件设计43-51
• 3.2.1 模拟器信号产生板DSP的电路设计44-46
• 3.2.2 FPGA外围电路设计46-47
• 3.2.3 DAC电路设计47-49
• 3.2.4 复位电路设计49
• 3.2.5 天线扫描模拟电路设计49-51
• 3.3 中频信号产生板软件设计51-67
• 3.3.1 DSP软件设计51-62
• 3.3.2 FPGA及上位机软件设计62-67
• 3.4 本章小结67-68
• 第四章 面向无源定位雷达辐射源模拟器测试结果68-84
• 4.1 测试环境68
• 4.2 具体测试内容68-83
• 4.2.1 单板信号通道数量、时差信息产生68-70
• 4.2.2 连续波的产生70-71
• 4.2.3 频率脉间捷变71-73
• 4.2.4 频率编码信号73-74
• 4.2.5 相位编码信号74-77
• 4.2.6 脉冲重复周期变化类型77-79
• 4.2.7 天线扫描类型模拟79-83
• 4.3 本章小结83-84
• 第五章 结论和展望84-86
• 5.1 本设计的优点和不足84-85
• 5.2 雷达辐射源模拟器设计的发展展望85-86
• 参考文献86-88
• 致谢88-90
• 作者简介90-91

【参考文献】

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本文编号：786757