多載波相位編碼雷達信號生成系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
發(fā)布時間:2020-05-24 18:23
【摘要】:隨著軍事技術(shù)的發(fā)展,要求現(xiàn)代雷達具有更完備的功能與更高的性能。鑒于傳統(tǒng)寬帶雷達信號低截獲性能的不足,人們開始尋找新體制雷達信號。多載波相位編碼OFDM信號(MCPC-OFDM)作為一種新型寬帶雷達信號,結(jié)合了相位編碼信號和OFDM信號的低截獲、抗干擾、成像性能好等優(yōu)勢,引起了人們的廣泛關(guān)注。MCPC-OFDM信號發(fā)生器是新體制雷達系統(tǒng)的重要組成部分,其設(shè)計性能的好壞在某種程度上決定了整個雷達系統(tǒng)的性能高低。本文針對寬帶雷達的多載波相位編碼信號生成展開了以下研究工作:(1)多載波相位編碼信號分析。本文研究了多載波相位編碼信號的時域和頻域形式,驗證了多載波相位編碼信號的正交頻譜結(jié)構(gòu),推導(dǎo)了多載波相位編碼脈沖信號的模糊函數(shù),總結(jié)了多載波相位編碼信號的優(yōu)越性。(2)MCPC-OFDM雷達信號生成技術(shù)分析。首先討論了OFDM調(diào)制原理及其快速傅里葉逆變換(Inverse Fast Fourier Transform,簡稱IFFT)實現(xiàn),然后推導(dǎo)了基于DDS的MCPC-OFDM信號生成技術(shù),最后分析對比了兩種生成技術(shù)。(3)提出了一種基于FPGA+DAC架構(gòu)的MCPC-OFDM雷達信號生成系統(tǒng)的工程實現(xiàn)方案。首先,通過對該方案硬件資源消耗情況及性能要求的分析,選擇了FPGA Kintex-7 XC7K325T和AD9129芯片;接著,給出了利用多個DDS IP核合并一路子載波來產(chǎn)生所需頻率信號的方法。最后,研制出了一種基于FPGA+DAC架構(gòu)的MCPC-OFDM雷達信號生成器。(4)系統(tǒng)功能仿真測試與誤差分析。通過設(shè)置MCPC-OFDM信號參數(shù)對生成模塊進行測試,將測試生成的波形數(shù)據(jù)用MATLAB進行頻譜分析,然后對系統(tǒng)誤差進行分析,并對幅度截斷誤差進行了測試。經(jīng)過功能仿真測試與驗證,本文設(shè)計的MCPC-OFDM信號生成模塊能夠生成高質(zhì)量的MCPC-OFDM信號,且子載波數(shù)可以任意改變。
【圖文】:
表 1.1 四類頻率合成技術(shù)的性能對比性能技術(shù)相位噪聲 頻率范圍 頻率切換時間頻率分辨率雜散分量 體DAS 很好 寬 短 很低 較差 大PLL 較差 很寬 較長 低 好 較DDS 好 窄 短 高 較差 小混合頻率合成技術(shù)好 寬 較長 較高 好 較圖 1.1 為一種 MCPC-OFDM 雷達系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。在該系統(tǒng)中,正交多載波編碼信號的生成模塊是重要組成部分,如何在硬件上實現(xiàn)該信號的生成是確統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵。傳統(tǒng)方法中,MCPC-OFDM 雷達信號可以由離散傅里葉換(IDFT)產(chǎn)生,其回波信號可以采用離散傅里葉逆變換(DFT)進行解調(diào)此,MCPC-OFDM 雷達系統(tǒng)的波形生成模塊以及信號處理模塊均可以實現(xiàn)完字化。DDS
8圖 2.2 OFDM 信號的時頻圖相位編碼信號的時域和頻域分析FDM 雷達信號是在 OFDM 信號的基礎(chǔ)上通過對各個子編碼得到的,,這樣的好處是既保留了 OFDM 的優(yōu)良特性
【學(xué)位授予單位】:湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號】:TN957.51
【圖文】:
表 1.1 四類頻率合成技術(shù)的性能對比性能技術(shù)相位噪聲 頻率范圍 頻率切換時間頻率分辨率雜散分量 體DAS 很好 寬 短 很低 較差 大PLL 較差 很寬 較長 低 好 較DDS 好 窄 短 高 較差 小混合頻率合成技術(shù)好 寬 較長 較高 好 較圖 1.1 為一種 MCPC-OFDM 雷達系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。在該系統(tǒng)中,正交多載波編碼信號的生成模塊是重要組成部分,如何在硬件上實現(xiàn)該信號的生成是確統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵。傳統(tǒng)方法中,MCPC-OFDM 雷達信號可以由離散傅里葉換(IDFT)產(chǎn)生,其回波信號可以采用離散傅里葉逆變換(DFT)進行解調(diào)此,MCPC-OFDM 雷達系統(tǒng)的波形生成模塊以及信號處理模塊均可以實現(xiàn)完字化。DDS
8圖 2.2 OFDM 信號的時頻圖相位編碼信號的時域和頻域分析FDM 雷達信號是在 OFDM 信號的基礎(chǔ)上通過對各個子編碼得到的,,這樣的好處是既保留了 OFDM 的優(yōu)良特性
【學(xué)位授予單位】:湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號】:TN957.51
【參考文獻】
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1 霍凱;趙晶晶;;OFDM新體制雷達研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];電子與信息學(xué)報;2015年11期
2 張衛(wèi);薄超;顧紅;蘇衛(wèi)民;;OFDM雷達信號源設(shè)計與實現(xiàn)[J];數(shù)據(jù)采集與處理;2014年04期
3 張獻中;張濤;;頻率合成技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J];電子設(shè)計工程;2014年03期
4 施祥同;王磊;葉春q
本文編號:2678800
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