【摘要】：為了更大程度上提高雷達(dá)的探測(cè)威力,改善雷達(dá)測(cè)量的精度以及對(duì)目標(biāo)的識(shí)別能力,有效地檢測(cè)目標(biāo),該項(xiàng)目提出分布式雷達(dá)的概念,簡(jiǎn)稱分布式雷達(dá)系統(tǒng),可解決雷達(dá)高機(jī)動(dòng)性與高精度之間的矛盾,并提高雷達(dá)的分辨力。分布式米波雷達(dá)系統(tǒng)是為有效打擊隱身飛行器而研制的新一代防空武器系統(tǒng),是一個(gè)集計(jì)算機(jī)的交互性、處理的多分布性和反饋的實(shí)時(shí)性等技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)。為驗(yàn)證分布式雷達(dá)系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)的先進(jìn)性、可行性,針對(duì)某分布式雷達(dá)的特點(diǎn)和現(xiàn)實(shí)要求,本項(xiàng)目構(gòu)建了分布式雷達(dá)試驗(yàn)系統(tǒng)。該試驗(yàn)系統(tǒng)由時(shí)鐘頻率源、功分器、兩個(gè)米波數(shù)字陣列模塊(DAM模塊)、兩個(gè)校正網(wǎng)絡(luò)、兩組陣列天線、定時(shí)控制分系統(tǒng)、上位機(jī)、數(shù)據(jù)采集記錄器和信號(hào)處理分系統(tǒng)等構(gòu)成。而在整個(gè)雷達(dá)試驗(yàn)系統(tǒng)中,作為分布式雷達(dá)試驗(yàn)系統(tǒng)的時(shí)序控制中樞分系統(tǒng),定時(shí)控制分系統(tǒng)需要擁有多個(gè)高速數(shù)據(jù)傳輸接口以及較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力,因而本文主要就定時(shí)控制分系統(tǒng)進(jìn)行研究。本文首先論述該雷達(dá)試驗(yàn)系統(tǒng)的整體架構(gòu),分析定時(shí)控制分系統(tǒng)應(yīng)具備的主要功能:雷達(dá)整機(jī)定時(shí)控制信號(hào)的產(chǎn)生;通過(guò)光纖與分布式米波數(shù)字陣列模塊分系統(tǒng)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)交換,控制分布式米波數(shù)字陣列模塊分系統(tǒng)產(chǎn)生所需的波形和時(shí)序;通過(guò)通信接口與上位機(jī)批量、準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,實(shí)現(xiàn)有效數(shù)據(jù)的上傳、波形、參數(shù)、工作模式等指令的接收下載等功能;雷達(dá)整機(jī)時(shí)序參考時(shí)鐘的產(chǎn)生。根據(jù)定時(shí)控制分系統(tǒng)的功能要求,給出了定時(shí)控制分系統(tǒng)中定時(shí)控制板的總體設(shè)計(jì)方案及模塊劃分,并對(duì)其各個(gè)模塊的結(jié)構(gòu)、參數(shù)性能等技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的分析和討論,最后討論定時(shí)控制分系統(tǒng)的硬件原理圖設(shè)計(jì)、某些特殊要求信號(hào)的仿真、PCB板的設(shè)計(jì)及測(cè)試。針對(duì)定時(shí)控制板中的兩類主要通信接口:(1)高速通信傳輸模塊,利用FPGA中的相應(yīng)資源,進(jìn)行收發(fā)邏輯設(shè)計(jì),通過(guò)仿真和實(shí)際調(diào)試結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行驗(yàn)證,并設(shè)計(jì)專門的程序模塊,解決數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)的移位問(wèn)題,相關(guān)處理的結(jié)果也驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的可行性;(2)USB 2.0接口,分析其固件程序框架與控制邏輯要求,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用于分布式雷達(dá)試驗(yàn)系統(tǒng)的通信固件程序,并根據(jù)固件程序的傳輸要求,對(duì)FPGA控制接口程序進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì),并給出了調(diào)試結(jié)果,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。對(duì)定時(shí)控制板硬件電路以及相應(yīng)接口的調(diào)試、測(cè)試表明,本論文從整體上完成了基于FPGA+DSP的定時(shí)控制部分硬件電路設(shè)計(jì)和功能測(cè)試,并在某雷達(dá)試驗(yàn)系統(tǒng)原理性驗(yàn)證試驗(yàn)中,完成了試驗(yàn)系統(tǒng)整機(jī)定時(shí)控制信號(hào)的產(chǎn)生,控制米波數(shù)字陣列模塊產(chǎn)生所需的波形和時(shí)序、以及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳和命令下傳等工作,整體狀態(tài)良好。
【圖文】：

圖 3.6 網(wǎng)口調(diào)試助手調(diào)試AC 控制模塊上層的協(xié)議在 FPGA 內(nèi)部資源中用 VHD等其他相關(guān)語(yǔ)言就可以實(shí)現(xiàn)，這些協(xié)議將與 MAC 核資輯控制模塊，各個(gè)部分的資源之間緊密配合，，共同完統(tǒng)和定時(shí)控制板之間相互傳輸?shù)墓δ堋Ｓ捎谀K中的 號(hào)組，因此控制模塊需要在不同的功能要求下判斷該是輸出狀態(tài)。當(dāng)該信號(hào)流向處于輸出狀態(tài)時(shí)，相關(guān)芯串行控制數(shù)據(jù)在經(jīng)過(guò)參考時(shí)鐘同步后發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)模型向處于輸入狀態(tài)時(shí)，移位寄存器將數(shù)據(jù)線上傳輸?shù)拇甗40]。這里對(duì) FPGA 與 MAC 核的具體邏輯實(shí)現(xiàn)過(guò)程不含有較為簡(jiǎn)單應(yīng)用程序的硬件測(cè)試部分。GA 硬件資源建立的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議硬核在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，作為上位機(jī)上的以太網(wǎng)調(diào)試軟件進(jìn)行模擬，模擬內(nèi)容為以在相應(yīng)存儲(chǔ)單元中自定義傳輸協(xié)議的內(nèi)容以百兆傳輸用 UDP 協(xié)議。經(jīng)多次測(cè)試，此百兆以太網(wǎng)性能相對(duì)穩(wěn)

語(yǔ)言等其他相關(guān)語(yǔ)言就可以實(shí)現(xiàn)，這些協(xié)議將與 MAC 核資源共絡(luò)邏輯控制模塊，各個(gè)部分的資源之間緊密配合，共同完成網(wǎng)機(jī)系統(tǒng)和定時(shí)控制板之間相互傳輸?shù)墓δ�。由于模塊中的 MDI對(duì)信號(hào)組，因此控制模塊需要在不同的功能要求下判斷該信號(hào)態(tài)還是輸出狀態(tài)。當(dāng)該信號(hào)流向處于輸出狀態(tài)時(shí)，相關(guān)芯片內(nèi)輸?shù)拇锌刂茢?shù)據(jù)在經(jīng)過(guò)參考時(shí)鐘同步后發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)模型中的組流向處于輸入狀態(tài)時(shí)，移位寄存器將數(shù)據(jù)線上傳輸?shù)拇袛?shù)數(shù)據(jù)[40]。這里對(duì) FPGA 與 MAC 核的具體邏輯實(shí)現(xiàn)過(guò)程不做過(guò)紹包含有較為簡(jiǎn)單應(yīng)用程序的硬件測(cè)試部分。 FPGA 硬件資源建立的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議硬核在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，作為數(shù)據(jù)使用上位機(jī)上的以太網(wǎng)調(diào)試軟件進(jìn)行模擬，模擬內(nèi)容為以太網(wǎng)儲(chǔ)存在相應(yīng)存儲(chǔ)單元中自定義傳輸協(xié)議的內(nèi)容以百兆傳輸速率機(jī)使用 UDP 協(xié)議。經(jīng)多次測(cè)試，此百兆以太網(wǎng)性能相對(duì)穩(wěn)定，載量較大。圖 3.7 和圖 3.8 所示是由 ISE Design Suite 14.4 中 Chi得到以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)接收結(jié)果和數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN957

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本文編號(hào)：2558282