基于中频数字接收机的被动雷达信号处理机设计与实现

摘要

现代战场的复杂性迫切需要提高雷达性能。在现代雷达设计中，信号处理机的作用越来越重要，硬件平台更是日新月异。随着电子技术的高速发展，数字接收机因其具有大动态范围、高分辨率、高灵敏度、抗干扰能力强、灵活可变等许多优点，得到了越来越普遍的应用。
　　本论文以某被动导引头信号处理机研制需求为牵引，在对软件无线电的基础理论、实现方法深入研究和分析的基础上，提出易于工程实现的基于中频数字接收机多DSP并行处理系统结构。
　　信号处理机系统设计时，考虑FPGA、DSP器件特点及各自优势，有机结合，合理划分各自需要实现的功能。本论文设计的处理机采用14位，80MHz的ADC芯片
　　AD9251对60MHz的中频信号进行采样，经过FPGA器件数字下变频处理、用CORDIC算法，采用旋转方式实现多通道相位测量等功能。DSP实现信号分选、跟踪及上报功能。
　　本论文对硬件电路器件选型、电路设计、及测试进行了详细介绍。结合实际工作经验，本论文还总结了硬件研制过程中高速电路板设计与硬件测试流程。
　　目前已完成处理机工程样机研制。经测试该样机利用高速高精度AD和高性能FPGA，实现8通道中频信号的AD采样，数字下变频和实时相位测量，具有较高的前沿相位测量精度，各通道相位差不超过0.5°。通过对软件流程和实现的优化，该样机每秒钟处理脉冲个数不少于20000个。
　　处理机成功应用在雷达产品中，且随整机已完成环境试验、半实物仿真等多个试验项目，系统测试结果满足要求。测试结果证明了处理机结构紧凑、性能稳定，各项指标达到了预定设计要求。该样机也可用于其他被动型号或主被动信号，具有一定的应用价值。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外发展动态

1.3 论文研究内容及结构安排

第二章 数字接收机基础理论

2.1 信号采样的理论

2.2 数字下变频技术

2.3 CORDIC算法求取相位原理

2.4本章小结

第三章 中频数字接收机设计与实现

3.1 中频数字接收机工作原理

3.2 中频数字接收机设计

3.3 中频数字接收机硬件实现

3.4 本章小结

第四章 信号处理机硬件设计与实现

4.1 系统设计要求

4.2 系统硬件原理框图

4.3 硬件设计

4.4 高速电路板设计技术

4.5 本章小结

第五章 系统软件设计与优化

5.1 系统软件设计

5.2 系统软件工程应用优化

5.3 本章小结

第六章 系统测试

6.1 硬件调试

6.2 系统性能测试

6.3 本章小结

第七章 论文总结与展望

7.1 论文总结

7.2 论文展望

致谢

参考文献

在学期间取得的成果