本文關(guān)鍵詞：X波段雷達(dá)散射成像系統(tǒng)頻率綜合源設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 雷達(dá)散射成像 直接頻率合成 鎖相環(huán) FPGA AD9910 控制臺(tái)

【摘要】：現(xiàn)代雷達(dá)技術(shù)極大提高了對(duì)作戰(zhàn)目標(biāo)的探測(cè)與跟蹤能力,而隱形技術(shù)就成為提高作戰(zhàn)目標(biāo)生存與進(jìn)攻能力的有效手段。隱形性能主要取決于雷達(dá)散射截面積,相較于理論計(jì)算通過(guò)實(shí)際雷達(dá)成像測(cè)量能夠快捷準(zhǔn)確地獲得目標(biāo)特性,X波段頻率綜合源以其分辨率高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),在雷達(dá)成像領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。本文依托實(shí)際工程項(xiàng)目,分別對(duì)雷達(dá)散射成像、直接數(shù)字頻率合成技術(shù)以及鎖相環(huán)技術(shù)進(jìn)行了研究,并研制了一套由上位機(jī)控制臺(tái)控制的X波段頻率綜合源。首先,介紹了雷達(dá)散射成像基本原理,并對(duì)雷達(dá)散射中心的類(lèi)別以及適用范圍分別進(jìn)行了介紹；重點(diǎn)討論了雷達(dá)成像的縱向分辨率與橫向分辨率。闡述了直接數(shù)字頻率綜合技術(shù)在工程實(shí)現(xiàn)中的基本結(jié)構(gòu),詳細(xì)介紹了結(jié)構(gòu)各模塊的工作原理；簡(jiǎn)要介紹了此技術(shù)的優(yōu)勢(shì),并從數(shù)學(xué)角度詳細(xì)推導(dǎo)了其數(shù)學(xué)模型；著重分析了直接數(shù)字頻率綜合的理想頻譜特性以確定其雜散噪聲來(lái)源；并給出了兩個(gè)抑制雜散噪聲行之有效的方案。接著,介紹了鎖相環(huán)的基本結(jié)構(gòu),并著重討論了結(jié)構(gòu)中各器件工作原理、組成形式及參數(shù)指標(biāo)；給出了相位模型及鎖相環(huán)動(dòng)態(tài)方程表達(dá)式；最后討論了鎖相環(huán)的三個(gè)基本特性：相位噪聲特性、雜散噪聲特性、“同步狀態(tài)”下弱干擾的鎖相環(huán)穩(wěn)定性。其次,給出了系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)；提出了四種常用的頻率綜合源方案并討論了各方案的工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)及其適用場(chǎng)合。重點(diǎn)討論了直接數(shù)字頻率綜合電路、鎖相環(huán)電路、時(shí)鐘芯片選型,并給出了系統(tǒng)方案框圖,確定采用外置鎖相環(huán)倍頻的方式為直接數(shù)字頻率綜合電路提供參考時(shí)鐘的方案；從輸出頻率、相位噪聲以及雜散三個(gè)方面詳細(xì)論證了方案的可行性。最后,根據(jù)項(xiàng)目需求,完成了頻率綜合源軟硬件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)方面,選擇FPGA作為頻率綜合源的處理器芯片,并按功能將系統(tǒng)劃分為FPGA核心電路模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路模塊、數(shù)據(jù)通信電路模塊、直接數(shù)字頻率綜合電路、鎖相環(huán)電路、電源模塊,重點(diǎn)對(duì)各個(gè)模塊電路進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。軟件實(shí)現(xiàn)方面,重點(diǎn)結(jié)合選用芯片研究了閃存控制器模塊、USB控制器模塊、直接數(shù)字頻率綜合控制器模塊、鎖相環(huán)控制器模塊,并對(duì)每個(gè)子模塊進(jìn)行了仿真。最終通過(guò)上位機(jī)控制臺(tái)的配合,完成了頻率綜合源的調(diào)試,調(diào)試結(jié)果表明,該頻率綜合源工作穩(wěn)定,完成各項(xiàng)基本功能。
【關(guān)鍵詞】：雷達(dá)散射成像 直接頻率合成 鎖相環(huán) FPGA AD9910 控制臺(tái)
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN957.52
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究綜述10-13
• 1.2.1 雷達(dá)散射成像技術(shù)研究概述10-11
• 1.2.2 頻率綜合技術(shù)概述11-12
• 1.2.3 可編程邏輯器件概述12-13
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排13-15
• 2 散射成像及頻率綜合技術(shù)15-31
• 2.1 雷達(dá)散射成像技術(shù)15-17
• 2.1.1 雷達(dá)散射成像原理15
• 2.1.2 雷達(dá)散射中心類(lèi)別15-16
• 2.1.3 雷達(dá)散射成像分辨率16-17
• 2.2 直接數(shù)字頻率合成技術(shù)17-24
• 2.2.1 DDS的結(jié)構(gòu)17-19
• 2.2.2 DDS的數(shù)學(xué)原理19-20
• 2.2.3 DDS的特點(diǎn)20
• 2.2.4 DDS的理想頻譜特性20-22
• 2.2.5 DDS的雜散分析22-24
• 2.3 鎖相環(huán)技術(shù)原理24-30
• 2.3.1 鎖相環(huán)的原理與結(jié)構(gòu)24-27
• 2.3.2 鎖相環(huán)相位模型27-28
• 2.3.3 鎖相環(huán)的特性分析28-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 3 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)31-42
• 3.1 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)31
• 3.2 成像頻率源信號(hào)體制31-32
• 3.3 DDS/PLL常用結(jié)構(gòu)32-35
• 3.3.1 環(huán)外插入混頻器的DDS/PLL結(jié)構(gòu)32-33
• 3.3.2 環(huán)內(nèi)插入混頻器的DDS/PLL結(jié)構(gòu)33
• 3.3.3 環(huán)內(nèi)插入DDS的DDS/PLL結(jié)構(gòu)33-34
• 3.3.4 DDS直接激勵(lì)PLL的DDS/PLL結(jié)構(gòu)34-35
• 3.4 方案確定及主要器件選型35-39
• 3.4.1 DDS芯片選擇36-37
• 3.4.2 DDS參考時(shí)鐘選擇37-38
• 3.4.3 PLL電路芯片選擇38-39
• 3.4.4 100MHz晶振選型39
• 3.5 方案可行性分析39-41
• 3.5.1 輸出頻率分析39
• 3.5.2 相位噪聲分析39-40
• 3.5.3 雜散分析40-41
• 3.6 本章小結(jié)41-42
• 4 雷達(dá)散射成像系統(tǒng)頻率綜合源硬件電路設(shè)計(jì)42-67
• 4.1 頻率綜合源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42
• 4.2 FPGA核心處理電路設(shè)計(jì)42-45
• 4.2.1 配置電路43-45
• 4.2.2 時(shí)鐘電路45
• 4.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)45-46
• 4.4 數(shù)據(jù)通信電路設(shè)計(jì)46-48
• 4.5 DDS電路設(shè)計(jì)48-57
• 4.5.1 DDS參考時(shí)鐘電路48-56
• 4.5.2 DDS核心電路56-57
• 4.6 PLL電路設(shè)計(jì)57-63
• 4.6.1 鑒相器電路57-59
• 4.6.2 環(huán)路濾波電路59-63
• 4.7 電源電路設(shè)計(jì)63-65
• 4.8 PCB板設(shè)計(jì)65-66
• 4.9 本章小結(jié)66-67
• 5 雷達(dá)散射成像系統(tǒng)頻率綜合源軟件實(shí)現(xiàn)與結(jié)果67-84
• 5.1 FPGA功能劃分67
• 5.2 系統(tǒng)時(shí)鐘模塊67
• 5.3 FLASH控制器模塊67-69
• 5.4 譯碼模塊69-70
• 5.5 DDS控制器模塊70-75
• 5.6 PLL控制器模塊75-77
• 5.6.1 ADF4351控制器模塊75-76
• 5.6.2 ADF4108控制器模塊76-77
• 5.7 ROM與RAM設(shè)計(jì)77-78
• 5.8 USB控制器模塊78-80
• 5.8.1 USB控制接口模塊78
• 5.8.2 上位機(jī)控制臺(tái)模塊78-80
• 5.9 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果80-83
• 5.10 本章小結(jié)83-84
• 6 總結(jié)與展望84-85
• 致謝85-86
• 參考文獻(xiàn)86-89
• 附錄A89-90
• 附錄B90-91
• 附錄C91

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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本文編號(hào)：634940