本文關(guān)鍵詞：寬帶天氣雷達(dá)數(shù)字接收機(jī)設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 天氣雷達(dá) 帶通采樣 脈沖壓縮 千兆以太網(wǎng) FPGA

【摘要】：本文主要討論了寬帶天氣雷達(dá)數(shù)字接收機(jī)技術(shù),著重對天氣雷達(dá)數(shù)字接收機(jī)所使用的高頻采樣正交檢波技術(shù)、脈沖壓縮技術(shù)做了較為詳細(xì)的分析、仿真和設(shè)計(jì)。首先,介紹天氣雷達(dá)接收機(jī)的整體構(gòu)成。為了符合軟件無線電的要求,根據(jù)輸入信號頻率較高的特點(diǎn),制定了包括采樣參數(shù)的確定、低通濾波器法正交檢波的高頻帶通采樣的設(shè)計(jì)方案,并對所設(shè)計(jì)方案進(jìn)行MATLAB仿真。其次,討論了脈沖壓縮原理、常規(guī)脈沖壓縮設(shè)計(jì)方案,對匹配濾波器及加權(quán)副瓣抑制技術(shù)進(jìn)行了分析。針對現(xiàn)有脈沖壓縮在工程設(shè)計(jì)上的缺陷,設(shè)計(jì)出改進(jìn)的脈沖壓縮算法來提高信號實(shí)時處理速度和減少資源消耗。然后對改進(jìn)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了MATLAB仿真驗(yàn)證其可行性。最后,根據(jù)原理給出一個綜合的硬件設(shè)計(jì)方案。在XILINX公司的Kintex -7 FPGA KC705評估板上實(shí)現(xiàn)數(shù)字接收機(jī)的硬件開發(fā),包括ADC設(shè)計(jì)使用與數(shù)據(jù)預(yù)處理,低通濾波器法正交變換設(shè)計(jì),改進(jìn)的脈沖壓縮設(shè)計(jì)及以千兆以太網(wǎng)原理的介紹與設(shè)計(jì)。本文對雷達(dá)脈沖壓縮原理進(jìn)行了深入研究,設(shè)計(jì)了基于FPGA的寬帶天氣雷達(dá)數(shù)字接收機(jī),并給出了測試結(jié)果,結(jié)果表明設(shè)計(jì)方案可行,滿足設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：天氣雷達(dá) 帶通采樣 脈沖壓縮 千兆以太網(wǎng) FPGA
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN959.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 第一章 緒論7-14
• 1.1 研究背景7-8
• 1.2 研究現(xiàn)狀8-12
• 1.2.1 天氣雷達(dá)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀8-10
• 1.2.2 雷達(dá)數(shù)字接收機(jī)的發(fā)展概況10-12
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容12-14
• 第二章 高頻帶通采樣正交檢波14-25
• 2.1 采樣定理15-17
• 2.1.1 基本采樣理論——Nyquist(奈奎斯特)采樣定理15-16
• 2.1.2 帶通采樣理論16-17
• 2.2 低通濾波器法正交相位檢波器原理17-18
• 2.3 正交檢波系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案18-24
• 2.3.1 接收機(jī)的要求18-19
• 2.3.2 ADC參數(shù)的確定與設(shè)計(jì)19-22
• 2.3.3 數(shù)字正交變換的設(shè)計(jì)22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 脈沖壓縮算法及其實(shí)現(xiàn)方案25-38
• 3.1 線性調(diào)頻脈沖壓縮技術(shù)原理25-32
• 3.1.1 最佳匹配濾波器25-27
• 3.1.2 線性調(diào)頻脈沖壓縮濾波器及性能27-31
• 3.1.3 脈沖壓縮濾波器降低副瓣加權(quán)方法31-32
• 3.2 脈沖壓縮系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)32-34
• 3.2.1 發(fā)射信號的選擇32
• 3.2.2 時寬帶寬的選擇32-33
• 3.2.3 加權(quán)窗函數(shù)的選擇33-34
• 3.3 常規(guī)雷達(dá)數(shù)字脈沖壓縮設(shè)計(jì)34-37
• 3.3.1 時域脈沖壓縮方法34-36
• 3.3.2 頻域脈沖壓縮方法36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 基于FPGA的脈沖壓縮改進(jìn)設(shè)計(jì)38-47
• 4.1 分段卷積重疊相加法原理38-40
• 4.2 改進(jìn)匹配濾波器的方案40-43
• 4.3 頻域脈沖壓縮的MATLAB仿真43-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第五章 數(shù)字接收機(jī)硬件設(shè)計(jì)47-68
• 5.1 引言47-48
• 5.2 FPGA開發(fā)平臺48-49
• 5.2.1 FPGA48-49
• 5.2.2 ADC49
• 5.2.3 10/100/1000三速以太網(wǎng)PHY49
• 5.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用與設(shè)計(jì)49-53
• 5.3.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的配置與數(shù)據(jù)接收處理49
• 5.3.2 基于FPGA的SPI控制信號的設(shè)計(jì)49-50
• 5.3.3 FPGA的數(shù)據(jù)采集與處理50-51
• 5.3.4 FFT分析法分析ADC數(shù)據(jù)51-53
• 5.4 基于FPGA的數(shù)字接收機(jī)數(shù)字處理部分53-60
• 5.4.1 基于FPGA的正交帶通采樣設(shè)計(jì)53-55
• 5.4.2 基于FPGA的改進(jìn)脈沖壓縮設(shè)計(jì)55-57
• 5.4.3 數(shù)字處理整體仿真結(jié)果及分析57-60
• 5.5 基于FPGA的千兆網(wǎng)設(shè)計(jì)60-67
• 5.5.1 UDP協(xié)議60-61
• 5.5.2 千兆以太網(wǎng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)61-66
• 5.5.3 以太網(wǎng)運(yùn)行情況66-67
• 5.6 本章小結(jié)67-68
• 第六章 總結(jié)與展望68-70
• 6.1 全文總結(jié)68-69
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)69
• 6.3 不足與展望69-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 作者簡介75

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本文編號：811696