基于FPGA波控技术的研究与实现

摘要

相控阵雷达在军用、民用方面作用显著。相控阵雷达阵面系统的发展趋势为移相器单元数量多、空间小、结构复杂等。这些特点相应地要求波束控系统具备运算速度快、结构小型化、数据补偿准确无误、附加控制功能多等特点。
　　 本论文首先介绍了波控系统的国内外研究现状，然后分析了波控系统基本功能和主要实现方法，接着提出基于FPGA的相控阵雷达波控系统的硬件和软件设计方案，最后结合工程项目任务要求完成FPGA主芯片及外围器件的选用，完成了基于VerilogHDL编程语言的软件代码编写、仿真和测试。
　　 本文基于FPGA相控阵雷达波控技术的研究，实现了波控分系统的模块化和多功能化。该技术可推广到雷达其它各控制分系统的研究及工业控制领域，从而提高社会经济效益，促进电子信息化、数字化的可持续发展。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容和关键技术

2 波束控制系统分析

2．1 波束控制功能及波控码计算

2．1．1 波束指向与波控码关系

2．1．2 正弦空间坐标波控码计算

2．1．3 相控阵天线波束跃度

2．1．4 波控码最大计算位数

2．2 波控系统功能需求分析

2．2．1 对天线波束的定位

2．2．2 随机馈相

2．2．3 天馈线相位误差的补偿

2．2．4 频率捷变后天线波束指向的修正

2．2．5 波束赋形

2．2．6 满足天线近场测试的要求

2．2．7 开关控制

2．2．8 阵面监测

2．2．9 阵面其他低频通道信号的传输

2．3 波控系统主要实现方法

2．3．1 查表预处理法

2．3．2 硬件计算法

2．3．3 软件计算法

2．3．4 分布式波控系统

2．3．5 集中式波控系统

2．4 波控系统方案设计

2．4．1 波控系统的主要任务

2．4．2 雷达天线阵面设计

2．4．3 波控系统设计

2．4．4 收发单元控制器设计

3 基于FPGA的波控系统硬件实现

3．1 FPGA的基本概念

3．2 模块主芯片的选用

3．2．1 FPGA(APA300)性能

3．2．2 结构简述

3．2．3 内部资源及特点

3．2．4 管脚定义及功能

3．3 硬件电路及外围芯片的选用

4 基于FPGA的波控系统软件设计

4．1 设计思想

4．2 设计方法

4．3 软件模块实现的功能

4．4 软件程序算法流程

4．5 软件代码编写、仿真、实现

4．6 测试软件

5 结束语

致谢

参考文献