数字雷达接收系统的SoC原型实现与验证

摘要

数字雷达系统由于其高精度幅相正交特性、抗干扰性、稳定性等优势已经成为新一代雷达体系的主要发展方向,被更多的应用到全天候远距离实现对目标的探测和定位,在军事民用领域如民航交通管制、陆海空监视、精确制导、导航、汽车防撞与测距以及气象预报等众多国民经济重要部门。同时在微电子技术日新月异的发展中,FPGA和DSP在信号处理能力上不断提升,ASIC即专用集成电路能够实现比DSP和FPGA处理速度更快,功耗更低及更高的可靠性,并拥有自主知识产权的芯片大规模化生产后在价格上具有很大的优势。因此利用最新的片上芯片系统(System on Chip)技术来设计新一代体制的数字雷达系统成为目前研究的当务之急。
　　本论文的工作来源于部委研究项目,重点研究数字雷达接收机信号处理的IP核设计,并且就数据通路的性能优化、面积优化、验证平台等方面展开了研究和设计实现工作。主要讨论了流水式数字信号处理器和时分复用方式的电路实现架构。并在时分复用方式下对性能优化与电路优化两个方面进行讨论并设计了数据通路。并且最终实现了两个优化条件下的数据通路框架设计。
　　本论文工作在雷达接收通道 SoC原型系统设计实验和板级验证平台的实现基础上,对主要雷达信号进行了验证测试。测试数据结果表明功能满足要求。在SMIC0.13um工艺下,性能优化中最高中频信号吞吐率为2GSPS,面积优化中数据通路面积约0.05mm2。实验结果说明本系统设计和验证平台达到了项目设计指标要求,为进一步 实验奠定了良好的基础。

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第一章 绪论

1.1雷达发展概述

1.2论文工作主要贡献

1.3论文内容安排

第二章 基本原理介绍

2.1数字雷达接收机概述

2.2雷达接收通道的数字信号处理技术

2.3本论文主要设计目标

2.4小结

第三章 单片化雷达数字接收通道芯片设计

3.1概述

3.2流水型信号处理IP核设计

3.3 时分复用优化

3.4小结

第四章 数字雷达接收模块的验证平台设计

4.1概述

4.2采集板设计

4.3调制解调板设计

4.4其他部分电路设计

4.5小结

第五章 验证与分析

5.1IP核设计数据

5.2验证平台数据

5.3小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2改进

致谢

参考文献

研究成果