基于FPGA的多普勒雷达回波信号模拟器的研究与设计

摘要

本文首先对雷达回波信号进行了简要的阐述，对模拟目标的回波信号、噪声以及杂波建立了模型进行分析研究。通过对目标的回波特征和回波模拟器的实现方法的研究，提出了基于FPGA的目标回波模拟器设计方案。
　　 论文研究的内容主要包含信号合成、多普勒频移、杂波、有效反射面积衰减以及噪声几个逻辑模块的设计，通过这几个逻辑模块的综合实现了目标信号、环境杂波及噪声干扰的叠加。在环境杂波的影响之下，实现了模拟具有多普勒频移的目标回波信号，完成了基于单片FPGA芯片的回波信号的模拟，研究结果表明，实现了在杂波干扰的情况下模拟目标的径向速度。借助VHDL语言，仿真信号源可以根据需要模拟的速度变化规律分别选用线性调频信号或是非线性调频信号，能够根据实际情况做出不同选择，使得模拟器的应用范围广泛。此次实验的仿真结果显示，模拟器成功完成了设计要求。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 模拟器工程背景资料

1．2 目标信号模拟器的发展概述

1．3 研究模拟信号源的意义

1．4 本文所做工作

2 模拟回波特性分析

2．1 目标模拟

2．1．1 速度与时间的关系

2．1．2 多项式曲线拟合

2．1．3 径向速度与多普勒频移

2．1．4 目标反射信号

2．1．5 雷达截面积及起伏模拟

2．1．6 噪声模拟

2．1．7 信噪比的控制

2．1．8 杂波信号建模

2．2 常见模拟手段及依据

3 目标回波模拟器实现

3．1 模拟器设计需求分析

3．2 平台简述

3．2．1 芯片选型

3．2．2 开发平台介绍

3．3 总体构架及算法原理

3．3．1 总体架构

3．3．2 算法原理

3．4 模拟器硬件设计与实现

3．4．1 FPGA芯片逻辑设计部分

3．4．2 杂波存储设计

3．4．3 噪声叠加

3．4．4 电源电路

3．4．5 D／A电路

4 模拟结果分析与验证

4．1 模拟结果准确性分析

4．1．1 目标回波仿真结果

4．1．2 高斯白噪声模拟结果分析

4．1．3 目标起伏模拟结果分析

4．2 模拟器功能验证

致谢

参考文献