宽带数字信号的实时产生与实现

摘要

现代雷达技术的发展要求从目标回波中提取更加细微的特征信息，宽带雷达由于其分辨率高、目标识别能力强、抗干扰性能好等突出的特点在雷达领域的作用日益凸显。而宽带雷达数字信号的实时产生具有稳定度高、相干性好、实时性强、可编程等优点，具有十分重要的研究意义。本文重点研究基于FPGA架构的常见宽带雷达数字信号的实时产生方法，针对实际的工程应用，给出了总体设计方案并完成了具体的软硬件设计、设计的优化及最后的测试验证等工作。 首先，本论文分析了宽带数字信号实时产生的基本原理。对常见的雷达数字信号的波形特征进行分析，研究了雷达数字信号的波形产生的若干种手段及其各自的优缺点，针对FPGA的硬件架构的特点提出包括CORDIC算法、分段线性逼近算法等适合于实时产生数字波形的设计方法，并进一步讨论了宽带数字信号实时产生的可行性设计方案。 然后本论文介绍了宽带数字信号实时产生的硬件平台设计。针对本论文中具体的功能和指标要求，提出了可行性的总体设计方案包括整体功能框架的搭建、关键器件的选择、核心指标分配及可实现性分析等。从总体设计方案出发，完成了针对本论文的硬件平台即某雷达信号高速实时模拟组件的硬件原理框架设计、电路板设计及调试等工作。 论文紧接着是宽带数字信号实时产生的软件设计。软件部分主要完成了宽带数字信号的实时生成模块和高速传输模块的逻辑设计与实现，逻辑设计的优化，并对比逻辑优化前后的效果。为了满足宽带数字信号实时产生过程中的实时性、高速率、大数据量的要求，宽带数字信号的实时生成均采用实时计算的方法，并且用于高速传输的对外接口均采用SRIO接口实现且自定义传输逻辑层。这样整个设计既能够保证实时性、快速和高效，又具有很大的灵活性，具有较大的应用价值。 最后本论文对宽带数字信号的实时产生进行了测试验证。完成了板上在线的数据采集分析，测试并验证了宽带数字信号实时生成的正确性和高速传输的可靠性。结果表明本论文的研究满足了宽带数字信号实时产生的要求，达到了预期的效果。

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