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数字射频存储系统关键技术研究

作 者: 崔鹤
导 师: 刘云清
学 校: 长春理工大学
专 业: 电子科学与技术
关键词: 电子对抗 雷达干扰 数字射频存储器 欠采样 FPGA
分类号: TN958.92
类 型: 硕士论文
年 份: 2014年
下 载: 9次
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内容摘要


电子对抗领域,雷达作为观察敌情的“窗口”,其发挥的作用越来越重要。雷达干扰技术的不断革新,要求电子干扰设备具备更高的性能。在存储雷达工作波形方面,数字射频存储器(DRFM)具有特殊的优势,它能够实现信号的高保真存储,利用它产生的干扰信号同真实雷达信号相比具有足够高的相干性,DRFM已成为现代电子干扰设备的核心组成部件。本文以某型号相控阵雷达中的DRFM为研究背景,对DRFM中采用的关键技术进行了深入研究,并结合延迟欠采样的基本原理,提出将欠采样技术应用于DRFM中的构想,设计出中频信号处理系统,用于应对由于超宽带信号发展带来的对DRFM性能的影响。本文从雷达干扰角度分析了DRFM的基本工作原理,针对DRFM在雷达系统中的应用,展开了对宽带DRFM系统的研究工作。通过对DRFM系统结构进行深入研究,设计了一种以欠采样技术为核心的中频信号处理系统,并给出以大容量现场可编程门阵列(FPGA)、高速模数转换器(ADC)为核心的具体硬件实现方案。设计时,采用自顶向下的设计思想,完成从顶层系统架构到底层硬件电路实现的详细设计过程,对核心模块的设计进行了特殊分析并给出了最终采用的电路设计。完成了系统硬件设计后,结合系统软件,实现系统整机测试,并给出相应测试分析结果。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第1章 绪论  8-13
  1.1 课题研究的背景与意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-11
    1.2.1 国外研究现状  9-10
    1.2.2 国内研究现状  10-11
  1.3 本文的主要研究内容  11
  1.4 本文内容具体安排  11-13
第2章 数字射频存储器的基本原理  13-20
  2.1 数字射频存储器基本工作原理  13
  2.2 数字射频存储器常采用的存储方式  13-14
    2.2.1 全脉冲存储方式  14
    2.2.2 示样脉冲存储方式  14
  2.3 数字射频存储器常采用的量化方式  14-16
    2.3.1 相位量化  14-15
    2.3.2 幅度量化  15-16
    2.3.3 量化方式性能比较  16
  2.4 数字射频存储器常采用的典型结构  16-18
    2.4.1 单通道DRFM结构  16
    2.4.2 多通道DRFM结构  16-17
    2.4.3 正交双通道DRFM结构  17-18
  2.5 数字射频存储器基本性能指标  18
  2.6 本章小结  18-20
第3章 高速信号处理理论基础  20-27
  3.1 信号采样理论基础  20-23
    3.1.1 中频信号采样理论  20-21
    3.1.2 欠采样的基本理论  21-23
  3.2 高速模数转换理论基础  23-26
    3.2.1 模数转换  23-24
    3.2.2 常用A/D转换器类型  24-26
  3.3 本章小结  26-27
第4章 中频信号处理系统总体设计  27-45
  4.1 概述  27-28
    4.1.1 课题来源背景  27
    4.1.2 中频信号处理系统功能及性能指标  27-28
  4.2 中频信号处理系统分析及总体结构设计  28-30
    4.2.1 系统总体方案  28-29
    4.2.2 系统可行性分析  29-30
  4.3 ADC采样阵列设计  30-34
    4.3.1 采样阵列结构设计  30-31
    4.3.2 高速ADC器件选型  31-33
    4.3.3 ADC采样阵列电路设计  33-34
  4.4 时钟电路设计  34-37
    4.4.1 时钟芯片选型及电路设计  34-36
    4.4.2 时钟线的相位误差设计  36-37
  4.5 大容量FPGA模块设计  37-39
    4.5.1 FPGA器件选型  37-38
    4.5.2 配置电路设计  38-39
  4.6 高速电路PCB设计  39-41
    4.6.1 PCB叠层设计  39-40
    4.6.2 PCB阻抗设计  40-41
  4.7 数字处理单元关键软件算法设计  41-44
    4.7.1 ADC数据复用和正交下变频数据解复用算法设计  42-43
    4.7.2 数字正交下变频算法设计与实现  43-44
  4.8 本章小结  44-45
第5章 系统测试及结果分析  45-51
  5.1 概述  45
  5.2 系统实测工况条件  45-46
  5.3 硬件电路性能测试及结果分析  46-49
    5.3.1 高速ADC采样阵列性能测试及结果分析  46-48
    5.3.2 控制器与硬件平台LVDS三线指令传输测试及结果分析  48-49
  5.4 目标回波模拟测试  49-50
  5.5 本章小结  50-51
第6章 结论  51-53
参考文献  53-55
致谢  55

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达:按体制分 > 相控阵雷达
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