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数字接收机中频采样数字正交解调器的研制

作　者: 张朝辉
导　师: 王建新；汪欣
学　校: 南京理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 中频采样数字正交解调器模块化基于CPCI总线的数字接收机一体化
分类号: TN763
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

随着超高速集成电路(VHIC)和超大规模集成电路(VLSIC)的迅速发展,数字化接收机已开始在雷达、电子战和通信接收机中普遍使用。数字接收机将雷达的中频回波信号或射频回波信号进行A/D采样,然后进行数字正交解调和数字滤波。在数字接收机中,没有或大大减少了模拟电路的温度漂移、增益变化或直流电平漂移,其回波信号正交解调及数字滤波后所获得的正交性和幅度一致性是模拟接收机所无法比拟的。数字接收机的核心部分(包括雷达信号产生)都是用数字信号处理的方法来完成的,软件化的特性使得数字接收机具有高度的灵活性、开放性和通用性。传统的中频采样数字正交解调器的设计思想是基于任务的,设计者针对应用要求确定模数转换器和后续的的数字下变频电路,再根据实际需要选用各种电连接器。这种方法可以满足一部分需求,但存在一定的局限性,首先,自定义接口硬件的确定会使其通用性受到制约,再者对它的在线自检测试也会变得非常困难,所以要求在设计过程中考虑模块的可重构性、可测试性和可扩展性,根据实际的应用要求,进行了基于总线控制的多通道中频采样数字正交器模块化设计,实现了可扩展、可在线测试等要求,具有很强的通用性,并可以仿真试验评估接收系统。由于A/D、FPGA、专用DSP等器件性能的大幅度提高,使得中频采样数字正交器模块化得以实现,基于总线控制的中频采样模块能够实现在同一数字接收机硬件平台上实现多种雷达体制下多种信号处理方式,具有很好的应用价值。为满足要求,在模块设计时充分采用新技术,例如采用高分辨率高速A/D实现大动态采样、采用FPGA实现宽带数字解调、应用ROCKETI/O实现板间大数据量通信等,这些技术的应用提升了本模块实时性和通用性,本文对这些技术的应用进行了阐述。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-13
  1.1 研究背景及其意义  10-11
  1.2 研究的目的  11-12
  1.3 论文的结构  12-13
2 中频采样数字正交解调器原理及实现方法  13-28
  2.1 中频采样数字正交解调处理概述  13
  2.2 正交解调处理方法  13-16
    2.2.1 数字混频低通滤波法  13-14
    2.2.2 数字插值法  14-15
    2.2.3 Hilbert变换法  15-16
  2.3 技术途径及工程实现方法  16-28
    2.3.1 高速大动态A/D转换器电路设计  16-18
    2.3.2 数字正交解调电路的设计实现  18-23
      2.3.2.1 延时内插滤波器法  18-20
      2.3.2.2 NC0加低通滤波法  20-23
    2.3.3 FPGA在数字正交解调中的应用  23-28
      2.3.3.1 常用FPGA的介绍  24-25
      2.3.3.2 FPGA实现数字正交的工程设计  25-28
3 基于总线控制的通用中频数字接收机的设计思想  28-34
  3.1 通用中频数字接收机概述  28-29
  3.2 CPCI、VME总线的介绍和比较  29-32
  3.3 基于CPCI总线的数字接收机的设计概述  32-34
4 中频采样数字正交解调模块的设计实现  34-53
  4.1 中频采样数字正交解调模块化的必要性  34
  4.2 中频采样数字正交解调模块的设计思想  34-35
  4.3 基于CPCI总线控制的数字正交解调模块的设计实现  35-49
    4.3.1 基于CPCI总线的数字接收机的设计  36-44
      4.3.1.1 数字接收机的组成概述  36-37
      4.3.1.2 相关模块的设计  37-42
      4.3.1.3 控制和自检等软件的设计  42-44
    4.3.2 基于CPCI总线的中频数字正交解调器模块的设计  44-45
    4.3.3 关键技术实现  45-49
      4.3.3.1 CPCI总线控制的软硬件设计  45-46
      4.3.3.2 高速数据互联传输设计  46-49
  4.4 信号产生、中频采样数字正交、光纤传输等一体化设计  49-53
    4.4.1 一体化设计概述  49-50
    4.4.2 一体化设计中光纤传输的实现  50-53
5 结论  53-55
  5.1 研制总结  53
  5.2 中频采样数字正交解调技术发展展望  53-55
致谢  55-56
参考文献  56-57

数字接收机中频采样数字正交解调器的研制

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