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基于FPGA的二次雷达系统基带信号处理算法和实现

作　者: 吴鑫炜
导　师: 陈颖琪；毛继志
学　校: 上海交通大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 二次雷达 S模式信号 A/C模式信号 FPGA
分类号: TN958.96
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 74次
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内容摘要

针对传统的二次雷达基带信号处理算法,和日益复杂的实际需求,本文首先介绍了二次雷达的基本工作原理和主要组成,重点介绍了基带信号处理的架构和功能,从询问应答信号格式,通信协议方面对二次雷达的两种数据链:A/C模式和S模式做了详细的介绍。在此基础上针对解决实际问题提出了一系列新的算法:在A/C模式信号处理方面,针对其面临的串扰、混扰和虚假目标等技术瓶颈,本文提出了基于和差信号判决,前后沿判决,解码接收门限和相干电平判决,以及位置信度判决的新算法,有效的解决了A/C模式信号去异步,去混叠,去幻影问题;在S模式信号处理方面,本文提出了基于前导码判决,信号解调和纠错译码的解码算法,并提出了基于大动态范围接收的动态电平处理算法,提高了S模式解码灵敏度。在算法仿真的基础上,本文搭建了基于FPGA的硬件验证平台,完成了硬件电路设计和软件算法的VHDL代码实现,仿真和板级系统,验证表明这些算法具有较好的效果,A/C模式处理算法能完成3个混叠信号的识别,S模式处理算法能准确的实现功率大于等于-78dB信号的解码,有效的提高了A/C模式信号处理和S模式信号处理的系统精度和可靠性,具有较大的工程应用价值。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-8
第一章引言  8-10
  1.1 论文背景  8-9
  1.2 内容概述  9
  1.3 本章小结  9-10
第二章二次雷达系统的基本原理  10-16
  2.1 二次雷达系统的基本组成  10
  2.2 A/C 模式信号数据链  10-12
    2.2.1 询问信号  10-11
    2.2.2 应答信号  11-12
  2.3 S 模式信号数据链  12-15
    2.3.1 询问信号  12-14
    2.3.2 应答信号  14-15
  2.4 本章小结  15-16
第三章二次雷达基带信号处理的硬件设计  16-26
  3.1 FPGA 模块  16-21
    3.1.1 FPGA 结构与原理  16
    3.1.2 基于FPGA 的设计原则和开发流程  16-17
    3.1.3 FPGA 的时序约束  17-20
    3.1.4 FPGA 选型与设计  20-21
  3.2 AD 模块  21-24
  3.3 硬件原理设计方案  24-25
  3.4 本章小结  25-26
第四章二次雷达基带信号处理的算法设计  26-55
  4.1 A/C 模式信号处理算法  26-38
    4.1.1 传统A/C 模式信号处理算法  26
    4.1.2 新的A/C 模式信号处理算法设计  26-31
    4.1.3 新的A/C 模式信号处理算法实现  31-38
  4.2 S 模式信号处理算法  38-54
    4.2.1 S 模式信号处理算法设计  38-45
    4.2.2 S 模式信号处理算法实现  45-54
  4.3 本章小结  54-55
第五章二次雷达基带信号处理系统的调试和系统验证  55-64
  5.1 硬件调试  55-56
    5.1.1 FPGA 调试  55-56
    5.1.2 AD 调试  56
    5.1.3 接口调试  56
  5.2 算法融合  56-57
  5.3 系统仿真  57-63
    5.3.1 A/C 模式仿真  58-59
    5.3.2 S 模式仿真  59-63
  5.4 本章小结  63-64
第六章全文总结  64-66
  6.1 主要结论  64
  6.2 研究展望  64-66
参考文献  66-68
符号与标记（附录1）  68-69
致谢  69-70
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  70-72

基于FPGA的二次雷达系统基带信号处理算法和实现

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