多雷达基带信号模拟器的设计及实现

摘要

雷达信号模拟器系统旨在重现真实的电子战争环境，模拟器将生成具有不同特性的雷达信号，并根据战场需要改变雷达信号模拟器的参数，从而实现多种信号形式，最大程度地为电子对抗设备提供趋于真实战场外部条件的测试环境。同时，雷达信号模拟器利用软、硬件相结合的实现方式，具备通用性、兼容性、稳定性和灵活性等特点。本文根据雷达信号模拟器的具体设计要求和技术指标，对基于FPGA的独立多通道的设计方案进行分析、整理、改进和补充，主要工作分为以下几部分：
　　1.模拟信号环境的建模与分析，包括雷达系统基本组成与工作原理、雷达信号基本类型以及信号环境调制模型。其中雷达系统基本组成与工作原理介绍了发射机、接收机和雷达方程（决定检测目标的最大作用距离）；雷达信号基本类型包括调幅信号、线性调频信号、相位编码信号和非线性调频信号等；基于雷达信号环境仿真模型，提出了包括载频和脉冲重复周期等多种调制模型。
　　2.对多雷达基带信号模拟器系统设计，包括模拟器系统整体方案和生成多种类型信号的模块结构。总体设计方案阐述了雷达信号模拟器是由本地控制、本地通信、显示、信号产生等模块构成，而信号产生模块为本论文的重点内容，信号产生模块包括PRI模块（产生定时脉冲）、DDS模块（产生脉内调制的多种信号）和DA模块（数模转换），最后介绍NIOSⅡ系统，用于上述模块的参数输入。
　　3.软件实现以上基带雷达信号模拟器系统的设计，并进行 ModelSim仿真与Matlab验证，分别对于单频、线性调频（LFM）、相位编码、非线性调频（NLFM）的DDS模块进行仿真和Matlab验证，并与Matlab理想情况下生成的多种类型信号进行对照。此外，实现信号模块并行累加，仿真两雷达、四雷达、八雷达以及十六雷达信号的叠加，并分析实际参数波形输出DDS与理想输出有差别的原因。
　　4.分析并总结雷达基带信号模拟器系统设计方案的优缺点，优化信号产生模块的结构，减少消耗的资源，提高系统的灵活性和兼容性。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容与工作安排

第二章 雷达信号基本原理与信号环境建模

2.1雷达系统组成与工作原理

2.2雷达信号的基本类型

2.3雷达信号环境仿真模型

2.4本章小结

第三章 雷达基带信号模拟器的设计与实现

3.1模拟器整体设计方案

3.2 PRI（脉冲重复周期）模块设计

3.3 DDS（直接数字频率合成）模块设计

3.4 DA模块设计

3.5 PRI、DDS、DA模块组合设计

3.6 NIOS II系统

3.7本章小结

第四章 多雷达基带信号模拟器ModelSim仿真与Matlab验证

4.1 Verilog与Matlab联合仿真

4.2单频脉冲信号ModelSim仿真与Matlab验证

4.3线性调频脉冲信号ModelSim仿真与Matlab验证

4.4相位编码脉冲信号ModelSim仿真与Matlab验证

4.5非线性调频信号ModelSim仿真与Matlab验证

4.6重频脉冲信号ModelSim仿真

4.7实际参数DDS杂散分析

4.8多雷达信号叠加ModelSim仿真与Matlab验证

4.9本章小结

第五章 总结与展望

5.1全文总结

5.2未来工作展望

致谢

参考文献