分布式雷达目标信息传输系统设计

摘要

分布式雷达组网技术是为了应对现代战场上电子干扰和反辐射导弹等“四大威胁”而形成的一种新的雷达体制,是伴随着现代军用电子设备向系统化发展的趋势而诞生的。组网后,网内的单部雷达不仅保留了各自的特性,而且彼此之间还可以实现信息资源的共享,有效发挥出组网后的系统化作战效能。然而分站雷达在与数据处理中心进行无线通信时由于信道固有的噪声和衰落特性以及环境噪声的影响,传输信号不可避免的会受到各种干扰,特别是由于城市障碍物造成的多径干扰而出现传输错误,因此保证分站雷达与数据处理中心之间可靠、高效地传输信息是雷达组网后的关键问题之一。
　　本课题研究的对象是多基雷达组网形式,即整个雷达组网系统包含多个雷达发射站和一个数据处理中心。本文针对分站与数据处理中心通信过程中存在的数据可靠性问题和抗干扰问题进行了深入的研究,并提出基于FPGA的雷达目标信息传输系统的设计方案。根据设计方案对各部分进行建模,在建模的基础上再进行抗干扰性能分析和设计实现。主要工作包括:
　　1.对常用的帧同步方法进行了研究,并在详细分析本课题设计的数据帧结构的基础上,根据帧结构的特点选择了合适的帧同步检测方法和参数,给出FPGA的模块设计和仿真。
　　2.深入了解了信息传输中的的可靠性技术、差错控制编码理论,着重对其中的卷积编码和Viterbi译码算法进行了深入的研究。根据课题需求,确定了卷积编码器的约束长度、码率以及Viterbi译码器的回溯深度,并给出了FPGA设计方案。
　　3.完成了对扩频通信的原理、特点、系统模型的研究。根据本课题需要,着重对直扩系统进行了深入的研究,对常用的伪随机码进行了分析和比较;对扩频同步中的伪码捕获与跟踪、MSK调制解调等技术研究分析,并给出其FPGA的设计方案。
　　4.利用Simulink通信仿真平台对传输系统和各模块进行建模与仿真,对卷积编译码和直扩系统进行抗干扰分析。采用Verilog语言、QuartusII9.0对传输系统的设计方案进行设计实现,并利用Modelsim仿真工具对实现方案进行仿真,结合Simulink的理论仿真结果验证了方案的可行性以及正确性。

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第一章 绪 论

1.1 课题的研究背景

1.2 研究现状与未来趋势

1.3论文的主要研究内容与结构

第二章 雷达目标信息传输系统的原理与分析

2.1 帧同步介绍

2.2 差错控制编码

2.3 扩频通信

2.4 本章小结

第三章 雷达目标信息传输系统的建模与抗干扰性能分析

3.1 建模平台

3.2 系统建模

3.3 卷积编译码的建模与抗干扰性能分析

3.4 直扩系统的建模与抗干扰性能分析

3.5 本章小结

第四章 雷达目标信息传输系统的设计与仿真

4.1 系统设计方案

4.2 帧同步的FPGA设计与仿真

4.3 卷积编译码器的FPGA设计与仿真

4.4 MSK直接序列扩频系统的设计与仿真

4.5 雷达目标信息传输系统的设计与仿真

4.6 雷达目标信息传输系统的性能

4.7 本章小结

第五章 总结

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果