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收发DBF雷达系统中的软件无线电电路研制

作　者: 倪小康
导　师: 盛卫星；马晓峰
学　校: 南京理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 软件无线电源同步接口技术数字下变频技术高速串行通信
分类号: TN952
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

软件无线电技术因其通用性、灵活性、开放性等特点,越来越被广泛应用于无线通信、雷达、电子对抗等领域。它的主要思想是构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台,并最大限度通过软件实现各种功能。本文根据收发DBF体制雷达系统项目的实际需要,设计并研制了十通道中频收发软件无线电电路,完成了整个电路的软硬件设计和调试测试,包括：原理图设计、PCB版图设计、接口程序设计与调试、电路性能测试以及电路系统功能设计与验证等。所设计电路满足DBF系统指标要求,并已经在实际系统中应用,电路具有如下特性：(1)高速数据采样能力。单板支持10路模拟中频信号输入,ADC电路最高采样率可以达到125MSPS,采用源同步接口通信技术确保高速串行采样数据稳定可靠的传输。目前,单板可实现100MSPS采样率,电路ADC转换有效位数可达9.4位。(2)高速数模转换能力。单板支持10路模拟中频信号输出,DAC电路采用并行差分总线进行数据传输,最高采样率达到500MSPS(实际采样率为250MSPS)。实测结果表明：所输出的30MHz中频模拟信号在1kHz带宽内,相噪≤-120dBc/Hz,带内无杂散动态范围≥60dBFS。(3)高速光纤数据传输能力。单板可以支持双向3.125Gbps x 2的数据传输速率,满足DBF系统超大数据吞吐量的实际需要。(4)强大的数字信号处理和存储能力。单板采用Virtex5系列FPGA芯片作为核心信号处理芯片,可以同时实现十通道数字下变频(DDC)、数字频率合成(DDS)、数据预处理等大量信号处理工作,同时还配有64Mbit DDRII存储器和8Mbit Flash存储器用于数据缓存和非易失性数据存储。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
1 绪论  6-10
  1.1 本课题的研究背景和意义  6-7
  1.2 国内外研究动态  7-8
  1.3 本文的主要工作  8-10
2 软件无线电实现和测试相关理论  10-17
  2.1 整数倍抽取对信号的影响  10-12
  2.2 数字下变频原理  12-13
  2.3 数字滤波器设计  13-14
  2.4 ADC有效位数的测试方法  14-17
3 软件无线电电路硬件设计  17-37
  3.1 收发DBF体制雷达系统结构  17-19
  3.2 软件无线电电路功能介绍  19
  3.3 软件无线电电路总体结构  19-20
  3.4 电源分析与设计  20-21
  3.5 ADC电路设计  21-23
  3.6 DAC电路设计  23-26
  3.7 时钟电路设计  26-29
  3.8 光纤接口电路设计  29
  3.9 FPGA的配置电路  29-31
  3.10 FPGAI/O资源分配  31-34
  3.11 软件无线电电路布局布线  34-37
4 软件无线电电路接口调试  37-53
  4.1 数字T/R组件主要芯片工作方式配置  37-38
  4.2 DAC芯片AD9781与FPGA数据接口调试  38-43
  4.3 ADC芯片与FPGA数据接口调试  43-51
  4.4 光纤接口调试  51-53
5 软件无线电电路性能测试及系统功能实现  53-67
  5.1 软件无线电电路性能测试  53-63
  5.2 软件无线电电路系统功能实现  63-67
6 总结  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-70

收发DBF雷达系统中的软件无线电电路研制

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