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基于FPGA数字脉冲压缩技术研究和仿真系统实现

作　者: 邓一琨
导　师: 刘丹；李朝刚
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 脉冲压缩 线性调频 测试仿真
分类号: TN957.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 48次
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内容摘要


为有效地解决雷达作用距离和距离分辨力之间的矛盾,更好的完成雷达信号处理机设计,我们采用脉冲压缩技术。本文提出了一种高速高性能数字脉冲压缩处理器的设计方法。以线性调频信号的脉冲压缩技术为基本原理,基于最佳匹配滤波原理论证设计方案,并进行不同方法的仿真来验证设计要求,达到研究目的。本文主要是从数字系统结构化设计概念出发,采用自上而下的设计方式对该系统进行系统设计。主要分为三方面,第一方面介绍系统总体设计;第二方面介绍系统详细设计;第三方面介绍仿真实现。通过大量的阅读资料,充分的理解和学习参考文献内容,结合我所某型号雷达脉压系统的研制,取得了几点成果:用频域设计思想结合线性信号波形完成方案设计;研究了线性及非线性调频信号的性质,讨论了工程实现中的关键技术问题,对应用有参考价值;使用主从双FPGA流水处理硬件结构实现脉压系统,完成了测试。本论文主要阐述研制具有实用性的高速高性能数字脉冲压缩处理器。系统的仿真测试结果证明系统性能良好,运行可靠,完全具有实用性。为实现现代具有高性能的雷达信处机提供了保证。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-13
  1.1 概述  9-11
    1.1.1 脉冲压缩国内外发展简介  9-10
    1.1.2 脉压技术发展现状及趋势  10-11
  1.2 论文主要内容和安排  11-13
第二章 脉冲压缩系统算法方案论证  13-28
  2.1 线性调频信号脉冲压缩理论  13-18
    2.1.1 最佳处理理论及匹配滤波  14-16
    2.1.2 基于线性调频信号的脉压原理  16-18
  2.2 FFT 算法及原理实现  18-22
  2.3 线性调频信号脉冲压缩方案论证  22-24
    2.3.1 设计输入条件要求  22
    2.3.2 脉冲压缩方案选择  22-24
  2.4 线调信号脉压系统的MATLAB 仿真  24-27
  2.5 本章小结  27-28
第三章 脉压系统总体设计  28-35
  3.1 应用背景介绍及系统结构划分  28-30
  3.2 系统结构化设计概念  30
  3.3 总体技术指标  30-34
    3.3.1 功能指标  30-33
    3.3.2 性能指标  33-34
  3.4 本章小结  34-35
第四章 脉压系统详细设计  35-62
  4.1 数据脉压计算模块  35-39
    4.1.1 FFT/IFFT 模块  36-37
    4.1.2 控制模块  37
    4.1.3 滤波系数ROM  37-38
    4.1.4 输入级RAM  38
    4.1.5 输出级RAM  38-39
  4.2 数据输入接口模块  39-42
    4.2.1 数据接收模块  40-41
    4.2.2 不得状态辨别模块  41
    4.2.3 时钟管理模块  41-42
    4.2.4 定浮转换模块  42
  4.3 数据输出接口模块  42-47
    4.3.1 前向链路  44-46
    4.3.2 反向链路  46-47
  4.4 IP 复用和选择  47-55
    4.4.1 时钟管理器  48-50
    4.4.2 硬件乘法器  50-52
    4.4.3 随机存储器  52-53
    4.4.4 只读存储器  53-55
  4.5 脉压程序主要源文件  55-56
  4.6 综合布局布线及实现  56-61
    4.6.1 器件选择  56-57
    4.6.2 EDA 工具和库  57-58
    4.6.3 综合约束  58-59
    4.6.4 布局布线约束  59-60
    4.6.5 接口例化  60
    4.6.6 FPGA 片内扇出分析记录  60-61
    4.6.7 FPGA 最终实现说明  61
  4.7 本章小结  61-62
第五章FPGA 测试仿真实现  62-70
  5.1 FPGA 测试实现环境  62
    5.1.1 软件  62
    5.1.2 硬件和固件  62
  5.2 仿真验证要求  62-64
    5.2.1 结果准确性要求  62
    5.2.2 时间要求  62-63
    5.2.3 精度要求  63-64
  5.3 仿真验证策略  64-65
    5.3.1 模块的单独验证  64-65
    5.3.2 系统仿真测试  65
  5.4 测试床及组成  65-66
    5.4.1 模块级测试床  65-66
    5.4.2 系统级测试床  66
  5.5 测试用例及通过依据  66-68
    5.5.1 测试用例  66-67
    5.5.2 测试通过依据  67-68
  5.6 各项指标实现情况  68-69
    5.6.1 实时性指标实现情况  68
    5.6.2 处理精度指标实现情况  68
    5.6.3 容量指标实现情况  68-69
    5.6.2 功耗指标实现情况  69
  5.7 本章小结  69-70
第六章 总结与展望  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-73

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