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极化散射矩阵测量系统中的信号采集与处理设计

作　者: 王冬冬
导　师: 赵建中
学　校: 南京理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 信号处理数据采集极化散射矩阵 FPGA
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 56次
引　用: 1次
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内容摘要

本文在极化散射矩阵的理论基础上,设计了脉冲雷达回波信号的采集与处理电路,用以测量目标的极化散射矩阵。根据总体方案讨论了散射矩阵的测量原理与方法,设计了雷达发射信号控制和回波信号采集的硬件电路:模数转换采用AD9218芯片,实现双路信号转换;采用FPGA进行电路控制与信号处理,控制雷达脉冲信号的发射接收,将采集到的信号进行处理和转发;使用USB控制芯片CY7C68013A,与计算机进行通信,将FPGA接收到的数据传给计算机。根据散射矩阵测量方案及硬件电路,编写FPGA硬件程序及USB固件程序,编写计算机端的控制软件,通过操作系统与USB进行数据传输,将采集到的数据存储到计算机硬盘中。最后探讨在FPGA中进行信号处理的方案,根据采集到的回波数据,实现FPGA中散射矩阵的计算。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 课题的研究背景  7-8
  1.2 散射矩阵及其测量方法  8-9
  1.3 回波信号采集  9-10
  1.4 论文研究内容及结构安排  10-11
2 散射矩阵测量方案  11-16
  2.1 系统框图及工作原理  11-12
  2.2 目标特性与极化的关系  12-13
  2.3 散射矩阵测量算法  13-14
  2.4 本章小节  14-16
3 信号采集与处理的硬件电路设计  16-39
  3.1 硬件系统框图  16-17
  3.2 模拟信号输入  17-20
  3.3 ADC电路  20-24
  3.4 FIFO缓存电路  24-25
  3.5 FPGA电路设计  25-27
  3.6 USB接口电路设计  27-30
  3.7 FLASH存储设计  30-32
  3.8 时钟电路设计  32-33
  3.9 雷达脉冲控制电路  33-34
  3.10 电路测试及需要做出的改进  34-39
    3.10.1 电路实物及测试结果  34-36
    3.10.2 差分放大器电路改进  36-37
    3.10.3 时钟电路改进  37
    3.10.4 电路板改进  37-39
4 控制部分的软件设计  39-57
  4.1 雷达发射脉冲的产生与控制  39-43
  4.2 FPGA数据读写控制  43-45
  4.3 USB控制器固件程序  45-53
    4.3.1 USB设备配置  45-47
    4.3.2 固件程序编写  47-50
    4.3.3 固件程序调试方法  50-53
  4.4 计算机控制程序编写  53-55
  4.5 软件测试及改进  55-57
    4.5.1 发射脉冲调整  55-56
    4.5.2 数据传输调整  56-57
5 矩阵计算的FPGA实现  57-64
  5.1 CORDIC算法  57-59
  5.2 基本代数运算  59-61
  5.3 矩阵求解过程  61-64
结论  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-67

极化散射矩阵测量系统中的信号采集与处理设计

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