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基于DSP/FPGA的多波形数字脉冲压缩系统软件的研究与实现

作　者: 祁建海
导　师: 贺知明
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 脉冲压缩线性调频非线性调频旁瓣抑制 DSP
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 226次
引　用: 3次
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内容摘要

现代雷达系统广泛采用脉冲压缩技术,在确保雷达作用距离和速度分辨力的前提下,采用大时带积脉冲压缩信号:如线性调频(LFM)、非线性调频(NLFM)和相位编码信号等,提高距离分辨力。本文主要研究基于FPGA和多片DSP的雷达多波形频域数字脉冲压缩系统及其软件设计。全文分析了线性调频信号(LFM),非线性调频信号(NLFM)的频域脉冲压缩方法及其旁瓣抑制滤波器的设计和优化,详细介绍了脉冲压缩系统中基于4片ADSP21160的处理单元和单片ADSP21160和FPGA组成的接口单元的软件设计。根据最后试验数据及系统分析,此系统技术指标完全满足实用系统的设计要求。本文完成的主要工作和创新之处有:(1)分别完成了对带宽为5MHz,时宽在9μs~42μs范围内LFM信号,带宽为5MHz,时宽在9μs~21μs范围内NFLM信号的频域脉冲压缩的分析和旁瓣抑制滤波器的设计及优化。(2)脉冲压缩系统处理单元4片ADSP21160脉冲压缩处理程序的优化和接口单元单片ADSP21160的程序设计。(3)基于FPGA(EP1K100QC208)的16位定点复数的快速求模设计及系统时序和控制逻辑设计。(4)脉冲压缩系统软硬件调试及与雷达系统的联试,最终交付使用。

全文目录

第一章绪论  8-12
  1.1 雷达发展概况  8-9
  1.2 脉冲压缩技术  9-10
  1.3 多波形频域脉冲压缩系统  10-11
  1.4 本文主要工作  11-12
第二章雷达信号基本理论  12-22
  2.1 最佳处理与匹配滤波  12-14
  2.2 模糊函数与分辨理论  14-20
  2.3 雷达信号的恒虚警率处理  20-21
  2.4 本章小结  21-22
第三章 LFM、NLFM 信号分析  22-34
  3.1 概述  22
  3.2 线性调频信号（LFM）  22-29
    3.2.1 LFM信号的时域、频域特性  22-25
    3.2.2 LFM信号频域脉压性能分析  25-26
    3.2.3 LFM信号距离旁瓣抑制方法  26-29
  3.3 非线性调频信号（NLFM）  29-33
    3.3.1 NLFM 信号的产生  29-32
    3.3.2 NLFM 信号的特征及其频域脉压性能  32-33
  3.4 本章小结  33-34
第四章多波形数字脉压系统算法及滤波器优化设计  34-41
  4.1 频域脉压处理算法  34-35
  4.2 分段重叠卷积运算  35-37
  4.3 旁瓣抑制滤波器的优化设计  37-40
  4.4 本章小节  40-41
第五章多波形数字脉压系统硬件结构介绍  41-47
  5.1 ADSP21160 SHARC 芯片介绍  41-43
  5.2 系统功能组成及工作原理介绍  43-46
    5.2.1 控制单元  44
    5.2.2 数据采集和脉冲压缩  44-45
    5.2.3 结果求模及输出  45-46
  5.3 本章小节  46-47
第六章多波形数字脉压系统软件设计及优化  47-60
  6.1 处理单元 ADSP21160 脉压处理程序介绍及优化  47-50
    6.1.1 处理单元 D S P 程序介绍  47-49
    6.1.2 处理单元 D S P 程序优化  49-50
  6.2 接口单元程序设计  50-59
    6.2.1 A D S P 2 11 6 0 程序设计  51-53
    6.2.2 接口单元 F P G A 设计  53-59
  6.3 本章小节  59-60
第七章系统调试测试及性能分析  60-67
  7.1 测试仪器及方法  60-62
  7.2 系统调试程序设计  62-63
  7.3 系统实测结果及性能分析  63-66
  7.4 本章小结  66-67
结论  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-70
在学期间的研究成果  70

基于DSP/FPGA的多波形数字脉冲压缩系统软件的研究与实现

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