發(fā)布時(shí)間：2017-08-23 21:27

  本文關(guān)鍵詞：一種高頻雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)前端算法研究

  更多相關(guān)文章： 高頻波段雷達(dá) 數(shù)字下變頻 去斜率處理 FPGA

【摘要】：數(shù)字化接收機(jī)雷達(dá)系統(tǒng)中信號(hào)處理核心部件,按照雷達(dá)小型化、輕便化的發(fā)展需求,同時(shí)伴隨著數(shù)字信號(hào)處理硬件技術(shù)的發(fā)展,利用核心單芯片進(jìn)行處理的方式正逐漸成為主流。本文詳盡闡述了某天波超視距雷達(dá)數(shù)字化接收機(jī)前端算法原理流程及基于Kintex-7系列FPGA芯片的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。傳統(tǒng)的雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)由于硬件發(fā)展水平限制,往往需要多個(gè)數(shù)據(jù)處理中心級(jí)聯(lián)并行運(yùn)算,在系統(tǒng)同步性,容錯(cuò)性方面指標(biāo)不容樂(lè)觀。本系統(tǒng)經(jīng)理論分析并驗(yàn)證了利用單FPGA芯片完成多通道數(shù)字下變頻、低通濾波和脈沖壓縮技術(shù),大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu),增強(qiáng)了系統(tǒng)穩(wěn)定性。文章首先分析了課題來(lái)源和意義,綜述了天波超視距雷達(dá)發(fā)展及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,并分析了常用于雷達(dá)信號(hào)處理的數(shù)字下變頻和脈沖壓縮技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。第二章接著以欠采樣定理開(kāi)頭詳細(xì)分析了數(shù)字下變頻有關(guān)理論知識(shí),分析了數(shù)字下變頻中抽取濾波器、補(bǔ)償濾波器、整形濾波器的算法原理并進(jìn)行了算法仿真,通過(guò)各級(jí)級(jí)聯(lián)形式成功將載頻75M的正掃頻線性調(diào)頻信號(hào)變頻至零中頻,并具有良好的阻帶衰減,然后介紹了脈沖壓縮去斜率處理的有關(guān)理論,最后在此基礎(chǔ)上做出了回波信號(hào)與本振信號(hào)的去斜率仿真結(jié)果。以仿真模型為基礎(chǔ),第三章著重講述了系統(tǒng)接收機(jī)FPGA實(shí)現(xiàn)方法。設(shè)計(jì)從AD采集數(shù)據(jù)開(kāi)始,通過(guò)邏輯設(shè)計(jì)模塊和官方IP核依次實(shí)現(xiàn)了濾波器模塊和脈壓處理模塊,對(duì)濾波器模塊進(jìn)行了較為詳細(xì)的參數(shù)分析。為了保證數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定,采用了AXI-4總線方式進(jìn)行IP核的選取。同時(shí)為了保證系統(tǒng)指標(biāo)穩(wěn)定性,系統(tǒng)對(duì)同步性要求進(jìn)行了額外設(shè)計(jì),具有觸發(fā)模塊。第四章介紹了接收機(jī)的各個(gè)階段的驗(yàn)證過(guò)程,驗(yàn)證方法采用MATLAB結(jié)合ISE仿真和在線邏輯分析儀(Chipscope)協(xié)調(diào)工作,在工程中插入分析程序,通過(guò)分析儀采集到電腦中再進(jìn)行實(shí)測(cè)分析,直接分析問(wèn)題,加快了整體實(shí)現(xiàn)進(jìn)度。
【關(guān)鍵詞】：高頻波段雷達(dá) 數(shù)字下變頻 去斜率處理 FPGA
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN957.51
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題來(lái)源與意義9-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析11-13
• 1.2.1 天波超視距雷達(dá)研究現(xiàn)狀11
• 1.2.2 數(shù)字下變頻11-12
• 1.2.3 脈沖壓縮12-13
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 第二章 數(shù)字下變頻技術(shù)和脈沖壓縮技術(shù)理論分析15-31
• 2.1 數(shù)字下變頻基礎(chǔ)理論15-16
• 2.2 欠采樣定理應(yīng)用16-18
• 2.3 數(shù)字下變頻中的數(shù)字濾波18-21
• 2.3.1 抽取濾波器（CIC濾波器）18-20
• 2.3.2 補(bǔ)償濾波器（CFIR濾波器）20-21
• 2.3.3 整形濾波器（PFIR濾波器）21
• 2.4 數(shù)字下變頻理論仿真21-24
• 2.5 脈沖壓縮去斜率理論24-30
• 2.5.1 單個(gè)脈沖回波分析25-27
• 2.5.2 周期重復(fù)的線性調(diào)頻脈沖信號(hào)27-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第三章 接收機(jī)設(shè)計(jì)與數(shù)字信號(hào)處理實(shí)現(xiàn)31-55
• 3.1 處理機(jī)總體設(shè)計(jì)31-35
• 3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換接口設(shè)計(jì)35-38
• 3.2.1 AD9628 數(shù)據(jù)采樣35-36
• 3.2.2 SPI配置接口36-38
• 3.3 數(shù)字下變頻算法設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)38-47
• 3.3.1 本地振蕩器39-40
• 3.3.2 數(shù)字混頻器40-42
• 3.3.3 CIC濾波器42-45
• 3.3.4 CFIR濾波器和PFIR濾波器45-46
• 3.3.5 AXI-4 總線46-47
• 3.4 匹配濾波去斜率處理47-51
• 3.4.1 基帶信號(hào)和本振信號(hào)47-49
• 3.4.2 傅里葉變換49-51
• 3.5 同步觸發(fā)及時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)51-54
• 3.5.1 同步設(shè)計(jì)51
• 3.5.2 觸發(fā)設(shè)計(jì)51
• 3.5.3 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)51-52
• 3.5.4 DD3 接口緩存設(shè)計(jì)52-54
• 3.6 本章小結(jié)54-55
• 第四章 接收機(jī)設(shè)計(jì)驗(yàn)證55-63
• 4.1 AD采樣驗(yàn)證55-56
• 4.2 數(shù)字下變頻器驗(yàn)證56-61
• 4.2.1 正交雙通道混頻器輸出56-57
• 4.2.2 抽取濾波輸出57-58
• 4.2.3 CFIR輸出58
• 4.2.4 復(fù)數(shù)混頻器輸出頻譜58-59
• 4.2.5 PFIR輸出59-61
• 4.3 脈沖壓縮去斜率驗(yàn)證61-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

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4 匡宏印;基于FPGA的多通道雙頻數(shù)字化接收機(jī)研制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：727424