中频采样数字信号处理实现技术

论文摘要

在现代雷达系统中,数字化已经成为发展的必然趋势,接收机数字化是雷达系统数字化中的一项重要内容,对数字化接收机的研究具有重要的意义。随着数字化理论和微电子技术的迅速发展,数字中频接收技术日趋成熟。此外,为了解决雷达作用距离和距离分辨力之间的矛盾,脉冲压缩技术在现代雷达系统中被广泛应用。基于这两种技术的思想,本文对线性调频脉冲信号的中频数字化接收及其脉冲压缩处理系统的实现方案及技术进行研究,并对其进行了硬件的实现。本文首先对调频信号的中频数字化接收以及脉冲压缩的相关原理进行研究,包括信号采样理论、多数率数字信号处理理论、滤波器设计理论、FPGA硬件数字算法等理论;结合本文的应用需要,提出了适合于FPGA实现的数字化中频处理的系统方案,并对系统进行了Matlab仿真,以验证系统方案的可行性;根据系统指标,给出了线性调频信号中频数字化接收及脉冲压缩处理系统的软硬件实现方案,完成了系统的A/D变换硬件电路的设计、基于FPGA的中频数字化接收机的硬件实现以及脉冲压缩系统在ADSP-TS101上的功能实现。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及研究的目的和意义
• 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析
• 1.2.1 FPGA+DSP结构在雷达系统的应用
• 1.2.2 软件无线电在现代雷达中的应用
• 1.3 论文主要研究内容
• 第2章 中频数字化接收及脉冲压缩的理论
• 2.1 信号采样理论
• 2.1.1 Nyquist采样定理
• 2.1.2 带通信号采样定理
• 2.2 数字混频正交变换理论
• 2.3 DDC中的滤波和抽取理论
• 2.4 数字化计算机算法
• 2.4.1 数字化计算机算法的表示
• 2.4.2 分布式算法
• 2.5 LFM信号脉冲压缩理论
• 2.5.1 LFM信号的时域和频域特性
• 2.5.2 LFM信号的脉冲压缩
• 2.5.3 LFM信号距离旁瓣抑制方法
• 2.6 本章小结
• 第3章 系统方案设计与仿真
• 3.1 系统结构
• 3.2 采样率的确定
• 3.3 NCO的设计
• 3.4 滤波器设计
• 3.5 脉冲压缩设计
• 3.6 系统仿真
• 3.7 本章小结
• 第4章 中频数字化系统硬件平台
• 4.1 高速A/D变换模块设计
• 4.1.1 A/D变换原理
• 4.1.2 ADC性能指标
• 4.1.3 AD9225 芯片简介
• 4.1.4 AD9225 外围接口电路设计
• 4.2 FPGA概述与应用
• 4.3 信号处理器结构与特点
• 4.4 本章小结
• 第5章 中频数字化系统软硬件实现
• 5.1 数字化中频接收机的FPGA实现
• 5.1.1 系统结构框图
• 5.1.2 NCO及混频的具体实现
• 5.1.3 低通滤波器的实现
• 5.1.4 波形存储模块的设计与实现
• 5.2 脉冲压缩的实现
• 5.3 系统调试及结果
• 5.3.1 数字中频系统仿真与功能验证
• 5.3.2 脉冲压缩性能测试
• 5.3.3 系统硬件实物图
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢