学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

阵列雷达DBF实时信号处理技术研究

作　者: 聂晓鸿
导　师: 王建；陈建军
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 雷达信号处理 DDC DBF 脉冲压缩 自适应数字波束形成
分类号: TN957.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 189次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着高速数据采集、传输和高速数字信号处理技术的发展,全数字化信号产生和数字波束形成处理已成为当代相控阵雷达技术发展的一个重要趋势。采用收发全数字波束形成处理的数字阵列相控阵雷达技术为实现雷达的软件化和智能化提供了重要的实现途径,被视为新一代相控阵雷达技术的重要发展方向。数字阵列雷达采用数字化发射和数字化接收技术在相控阵列天线中完成数字信号与模拟信号之间的转换,实现了数字技术和相控阵天线技术的完美结合,使其具有高度灵活的系统重构能力、高效的系统资源利用率和多任务、多功能适应能力等独特优点,同时也对其信号产生与信号处理系统的设计和工程实现提出了严峻的挑战。本论文课题针对数字相控阵雷达技术发展和装备研制需求,比较分析了阵列雷达多通道数字变频、多波束合成、脉冲压缩、自适应DBF等实时信号处理算法,设计研制了8通道阵列雷达DBF实时信号处理系统,完成实时处理系统硬件和软件设计调试,并对实时处理算法在FPGA中的编程实现进行了仿真测试,实现了8路25MB/s数据流的阵列天线DBF处理和雷达信号实时处理。在多通道并行DBF实时处理硬件设计中,采用了硬件和软件相结合的处理方式。DBF和雷达信号处理采取共板设计,8通道天线阵列信号由模拟中频输入,每路输入信号带宽2MHz,输入中频信号4.25MHz。各通道在FPGA的控制下进行数据采集,将模拟中频输入接口送来的2MHz带宽4.25MHz中频信号转换为12.5Msps速率、10位分辨力的数字信号,形成8路25MB/s的数据流送入FPGA,在FPGA中完成数字正交解调、8路DBF处理、脉冲压缩处理,形成双路12.5MB/s的数字I./Q输出信号,同时经过求模,形成单路12.5MB/s的数字视频信号,送给DA芯片,以12.5MHz速率、14bits精度进行数模转换,形成模拟视频信号输出。最终利用ISE软件和逻辑分析工具,对处理结果进行仿真分析,验证了系统软硬件设计和DBF、信号处理算法的正确性。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-10
  1.1 引言  7-8
  1.2 阵列雷达DBF实时信号处理的研究进展及现状  8-9
  1.3 论文课题研究的主要工作内容  9-10
第二章 阵列雷达中频信号接收技术及硬件系统研究  10-25
  2.1 单通道数字下变频的基本方法  10-11
  2.2 采样定理  11-13
  2.3 FPGA开发流程  13-15
    2.3.1 电路功能设计  13
    2.3.2 设计输入  13-14
    2.3.3 功能仿真  14
    2.3.4 综合  14
    2.3.5 综合后仿真  14-15
    2.3.6 实现与布局布线  15
    2.3.7 时序仿真与验证  15
    2.3.8 板级仿真与验证  15
    2.3.9 芯片编程与调试  15
  2.4 本文阵列雷达DBF实时信号处理技术的硬件系统及构成  15-20
    2.4.1 模数转换器ADC9215  16-17
    2.4.2 FPGA芯片的介绍  17-19
    2.4.3 数模转换器AD9764  19-20
  2.5 多通道数字下变频的FPGA硬件实现基本方法  20-24
    2.5.1 产生本振信号的原理  20-22
    2.5.2 FPGA上低通滤波器的设置  22-23
    2.5.3 在线逻辑分析仪器的介绍及FPGA硬件实现数字下变频  23-24
  2.6 本章小结  24-25
第三章 阵列雷达数字波束合成(DBF)技术研究  25-34
  3.1 数字波束形成(DBF)组成和特点  25-27
  3.2 数字波束形成(DBF)算法原理  27-31
  3.3 数字阵列雷达数字波束形成DBF技术的FPGA实现  31-33
  3.4 本章小结  33-34
第四章 数字阵列雷达合成信号脉冲压缩技术研究  34-42
  4.1 脉冲压缩的原理  34-37
  4.2 脉冲压缩理论上实现方法  37-40
    4.2.1 时域脉冲压缩的实现原理  38-39
    4.2.2 频域脉冲压缩的实现原理  39-40
  4.3 FPGA硬件实现时域脉冲压缩  40-41
  4.4 本章小结  41-42
第五章 自适应阵列雷达数字信号处理系统设计和仿真研究  42-56
  5.1 自适应数字波束形成系统设计  42-43
  5.2 自适应数字波束形成原理  43-44
  5.3 自适应算法原理  44-46
    5.3.1 最小均方误差(LMS)的介绍  44-45
    5.3.2 均方误差原理  45-46
  5.4 几种均方误差自适应波束形成的数学仿真  46-53
    5.4.1 已知天线参考方向信号的均方误差自适应波束形成  46-48
    5.4.2 基于Frost LMS自适应算法的自适应波束形成  48-50
    5.4.3 基于广义旁瓣对消器LMS算法的自适应波束形成  50-53
  5.5 FPGA硬件实现自适应波束形成  53-55
  5.6 本章小结  55-56
第六章 总结与展望  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-61
科研工作及发表论文  61

相似论文

  1. MATLAB对雷达信号处理机系统后置处理的仿真应用,TN957.51
  2. 毫米波频率步进雷达一维距离成像MFC编程实现,TN957.51
  3. DBF权重处理电路的设计与实现,TN957.51
  4. 数字波束形成（DBF）校准网络研究,TN820.15
  5. 全数字宽带雷达信号产生技术研究,TN957.51
  6. DBF阵列幅相误差校准及其稳健性算法,TN820
  7. 脉冲雷达信号处理系统仿真平台研究,TN957.51
  8. 1.55μm激光线性调频扫描成像的仿真与实验研究,TN958.98
  9. 毫米波雷达抗干扰技术研究,TN974
  10. 基于带状像的目标分辨与运动目标识别,TN958
  11. 某搜索雷达信号处理系统设计,TN957.51
  12. 雷达中频数字化和脉冲压缩技术的研究与应用,TN957.51
  13. 机载雷达常规地图的信号处理方法研究和系统设计,V243.2
  14. 基于通用DSP的多波形数字脉冲压缩技术的研究,TN957.51
  15. 非线性调频波形抑制合成孔径雷达旁瓣干扰,TN958
  16. MATLAB对雷达信号处理机系统前置处理的仿真应用,TN957.51
  17. 高频雷达的脉冲压缩和旁瓣抑制,TN957.51
  18. 对海情报侦察雷达中的旁瓣抑制技术及海杂波特性分析,TN957.51
  19. 射频仿真系统中的目标模拟,TP391.9
  20. 非线性光纤光栅及其应用研究,TN253

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达设备、雷达站 > 雷达接收设备 > 雷达信号检测处理
© 2012 www.xueweilunwen.com