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宽带数字T/R组件关键技术研究

作　者: 周鹏
导　师: 陈祝明
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 相控阵雷达 宽带数字T/R组件 DDWS 正交调制 光纤
分类号: TN958.92
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


随着数字技术的发展,原先只能用模拟电路实现或在模拟电路部分实现的功能也可以用数字电路或在数字信号处理部分实现,相控阵天线的移相过程最后可能会成为一个数字过程。数字T/R组件利用DDS技术实现了雷达的信号产生和幅相控制,可以在中频甚至更低的频率上用数字的方法实现幅度加权和相位控制,从而真正地实现相控阵天线发射波束的全数字控制。本文探讨了宽带数字T/R组件发射通道的关键技术,主要包括:数字T/R组件的体系结构、基于DDWS技术的宽带信号的产生以及数字T/R组件收发数据的光传输技术。本文在深入研究了国内外数字T/R组件技术的基础上,提出了一种L波段(1300MHz)宽带(B=100MHz)数字T/R组件的原理框图,并且设计了试验板来验证宽带数字T/R组件发射通道技术。该试验板采用千兆比特光纤技术实现宽带数字T/R组件与雷达主机的数据传输,采用DDWS加正交调制技术产生宽带雷达信号,采用一片FPGA完成整个组件的控制。本文第一章介绍了课题的背景与意义和国内外数字T/R组件的研究状况以及本文的主要工作。第二章首先介绍了相控阵雷达系统的组成和工作过程,其次介绍了模拟T/R组件和数字T/R组件的组成,然后介绍了宽带数字T/R组件的关键技术,包括:直接数字波形产生技术和正交调制技术,最后提出了一种L波段宽带数字T/R组件的框图。第三章介绍了宽带数字T/R组件发射通道试验电路的硬件设计,包括光纤接口电路、DDWS电路、正交调制电路的设计。第四章介绍了宽带数字T/R组件发射通道试验电路的FPGA程序设计。第五章介绍基于PCI总线的光纤数传卡的设计以及试验系统的测试与结果。本文所做的工作主要如下:1.提出了一种L波段宽带数字T/R组件的方案。2.完成了宽带数字T/R组件发射通道试验电路的原理图设计与PCB绘制。3.用Verilog语言完成宽带数字T/R组件发射通道试验电路时序的编写。4.完成宽带数字T/R组件发射通道试验电路的调试。

全文目录


摘 要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-13
  1.1 课题背景及意义  9-10
  1.2 国内外发展状况  10-11
  1.3 本文的主要工作  11-13
第二章 宽带数字 T/R 组件关键技术与系统构成  13-26
  2.1 相控阵雷达系统  13-16
    2.1.1 相控阵雷达系统的组成与工作过程  13-14
    2.1.2 宽带相控阵雷达系统  14-16
  2.2 T/R 组件  16-18
    2.2.1 T/R 组件的基本组成和工作原理  16-17
    2.2.2 数字 T/R 组件的基本组成  17-18
  2.3 基于数字技术的波形产生技术  18-20
    2.3.1 直接数字波形合成技术  18-19
    2.3.2 直接数字频率合成技术  19-20
  2.4 正交调制器原理与误差分析  20-24
    2.4.1 正交调制器原理  21-22
    2.4.2 正交调制器的误差分析  22-24
  2.5 宽带数字 T/R 组件方案  24-26
第三章 宽带数字 T/R 组件发射通道硬件设计  26-45
  3.1 FPGA 电路的设计  26-30
    3.1.1 Stratix 系列FPGA 的特点  26-29
    3.1.2 FPGA 硬件设计精要  29-30
  3.2 光纤接口电路的设计  30-35
    3.2.1 光收发模块与通用串行/解串行芯片  30-34
    3.2.2 光纤接口电路的设计  34-35
  3.3 直接数字波形合成电路设计  35-40
    3.3.1 数模变换器  36-38
    3.3.2 波形存储器  38
    3.3.3 高速 LVDS 接口的设计  38-40
  3.4 正交调制电路的设计  40-45
    3.4.1 正交调制器  41-42
    3.4.2 信号调理电路  42
    3.4.3 1300MHz 本振源设计  42-45
第四章 宽带数字 T/R 组件发射通道 FPGA 程序设计  45-56
  4.1 FPGA 程序概述  45-46
  4.2 HDMP-1034A 接口模块  46-47
  4.3 SDRAM 控制器  47-54
  4.4 并串转换模块  54-56
第五章 系统测试  56-68
  5.1 光纤数传电路的测试  56-66
    5.1.1 光纤收发数PCI 卡的设计  56-58
    5.1.2 PCI9054 控制模块的设计  58-59
    5.1.3 PCI 驱动程序的开发  59-65
    5.1.4 光纤数传系统测试  65-66
  5.2 波形产生电路的测试  66-68
结束语  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-72
附录  72-75
读研期间的研究成果  75

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达：按体制分 > 相控阵雷达
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