双通道数字接收机的设计与实现

摘要

在电子对抗领域中，雷达信号的信息是信号分选、威胁识别、引导干扰的重要参数。面对日益复杂的电子战环境，要求必须在很宽的带宽范围内，对雷达信号进行快速、高精度的测量。传统的模拟接收机测量精度较低，已经无法满足实际的需要，而随着大规模集成电路的发展，宽带数字接收技术成为电子侦察的一个重要发展方向。
　　 同传统的模拟接收技术相比，数字接收机具有高分辨率、高可靠性、抗干扰能力强、灵活可变等许多优点。宽带、大动态范围、高灵敏度的数字接收机在电子对抗领域中有着广泛的应用前景。
　　 本文先介绍了数字化中频处理中的采样理论、正交混频解调、滤波抽取等基础理论。接着结合具体的课题要求，对系统算法设计，采样率选取等问题进行了详细分析，得出系统方案。在此基础上，介绍了中频数字采样单元和基于FPGA的数字下变频单元的具体设计。其中，采样单元的核心芯片是AD9230，本文对其具体电路设计作了详细说明。数字下变频单元采用FPGA，增加系统设计的灵活性，介绍了混频器模块、滤波器以及相位量化的具体实现，作为本设计使用的一个软件工具，重点介绍了使用QuartusⅡ进行滤波器的设计，程序的调试和记录。最后，对整个系统进行了测试，测试结果表明，本设计能正常工作，满足系统设计要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.2国内外数字接收机的发展现状

1.3本文的主要工作

1.4本文的主要内容

第2章中频数字接收机的基本理论

2.1侦察接收机通信接收机之间的区别

2.2采样定理

2.2.1 Nyquist采样定理

2.2.2带通采样定理

2.3数字下变频技术

2.3.1正交变换的基本原理

2.3.2 I信道与Q信道的不平衡性

2.4数字滤波器设计

2.4.1积分梳状(CIC)滤波器

2.4.2半带滤波器

2.5本章小结

第3章中频数字接收机的系统结构设计

3.1设计方案的选择

3.1.1应用ADC直接在射频端进行模数变换方案

3.1.2零中频方案

3.1.3宽带中频数字化方案

3.1.4系统设计方案选择

3.2中频数字接收机系统方案设计

3.2.1系统设计要求

3.2.2系统框图及功能详解

3.3元器件的选择

3.3.1 FPGA的选择

3.3.2 A/D采样芯片的选择

3.3.3其他元器件的选择

3.4本章小结

第4章系统硬件设计与实现

4.1系统电源设计

4.1.1 FPGA电源设计

4.1.2.AD9230电源设计

4.1.3时钟电源设计

4.2时钟电路设计

4.3 AD外围电路设计

4.3.1变压器电路设计

4.3.2运算放大器电路设计

4.4 FPGA及其外围电路设计

4.4.1 FPGA与AD9230的连接

4.4.2 FPGA配置电路设计

4.5接口电路设计

4.6电路板设计

4.6.1 FPGA电路

4.6.2.ADC电路

4.6.3电源电路

4.6.4时钟电路

4.6.5其它设计注意事项

4.7本章小结

第5章数字接收机的FPGA程序设计

5.1 FPGA设计流程

5.2 FPGA内部总体电路结构

5.2.1需要完成的功能

5.2.2电路结构图

5.3 FPGA内部各功能模块的实现

5.3.1芯片配置模块

5.3.2混频电路设计

5.3.3 FIR滤波电路

5.3.4相位提取电路

5.4本章小结

第6章硬件调试及系统测试

6.1系统硬件测试

6.1.1电源及时钟等电路的测试

6.1.2 FPGA部分的测试

6.1.3 AD9230部分的测试

6.2系统功能测试

6.2.1测试工具(SignalTap Ⅱ)简介

6.2.2测试方法

6.2.3系统测试

6.3本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

附录