DBF权重处理电路的设计与实现

论文摘要

采用数字波束形成（DBF）技术的有源相控阵雷达,具有自适应干扰抑制、同时多波束形成等诸多特点,一直是雷达阵列信号处理领域研究的热点。目前,DBF技术已从概念研究、关键技术研究阶段发展到实际系统应用研究阶段,是新一代高性能雷达系统的必然选择。本文以某DBF接收系统研制为背景,针对DBF处理器接口带宽宽和处理能力要求高的特点,给出了一种基于FPGA和PowerPC架构的数字多波束形成实现方案。接着,围绕DBF处理器多波束形成功能的实现开展研究,以Xilinx公司V5系列FPGA——XC5VSX240T为平台,完成了2.5Gps×8高速双向光纤接口功能；完成了数据流驱动的多波束DBF权重处理功能；完成了通过10Gbps带宽S-RapidIO接口与PowerPC进行基带数据和权重系数交互的功能等。最后,参与完成了DBF处理器功能测试平台的搭建和性能测试,测试结果表明所完成的多波束形成功能满足系统要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 2 DBF处理器硬件电路设计方案
• 2.1 DBF的基本原理及其在雷达系统中的应用
• 2.2 DBF接收阵介绍
• 2.2.1 DBF接收阵组成与结构
• 2.2.2 DBF处理器功能要求和性能指标
• 2.3 DBF处理器的设计方案
• 2.3.1 FPGA选型
• 2.3.2 FPGA设计
• 2.3.3 高速串行总线接口电路设计
• 3 DBF处理器数字多波束形成的FPGA实现
• 3.1 数字多波束形成模块的FPGA实现框图
• 3.2 数字多波束形成模块设计与验证
• 3.2.1 光纤接收MGT模块
• 3.2.2 总控模块
• 3.2.3 帧头提取与存储模块
• 3.2.4 帧头分析数据类型判决模块
• 3.2.5 数据源控制模块
• 3.2.6 基带传输控制模块
• 3.2.7 RapidIO数据控制模块
• 3.2.8 波束形成模块
• 3.2.9 组帧模块
• 4 DBF处理器功能与性能测试
• 4.1 测试平台构建
• 4.2 测试方法及结果分析
• 5 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录