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雷达高度计数字接收机及控制技术

作　者: 刘鹏
导　师: 许可
学　校: 中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心）
专　业: 计算机应用技术
关键词: 数字中频控制系统 FPGA 雷达高度计正交解调
分类号: TN957.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

接收单元和控制单元是雷达高度计系统的重要组成部分。雷达数字化中频接收机一般采用FPGA+DSP实现,它具有直流误差小,IQ通道幅度一致性好、相位正交度高的优点。在雷达高度计接收机中引入数字中频技术,能够减少系统复杂度,提高系统精度。FPGA器件的引脚丰富,其接口信号电平通过配置可以适合众多的规范标准,适合高度计控制系统多个控制量的并行实现;FPGA的逻辑和触发器资源及其丰富,运行频率很高,适合高度计系统的精确定时控制。因此,研究FPGA技术在雷达高度计单元和控制单元中的应用具有重要的意义。本文围绕基于FPGA技术的数字中频接收机与数字控制系统进行了探讨和研究,具体包括以下四个方面的内容:(1)、深入研究了雷达高度计接收系统和控制系统的工作机理,对卫星雷达高度计控制系统进行了详细分析,在xc2v3000系列FPGA中完成了卫星雷达高度计控制时序的硬件实现,实测结果表明满足设计要求。(2)、深入研究了数字中频接收机的工作机理和设计方法,并完成了雷达高度计数字中频宽带接收机和窄带接收机的研制。分别对构建的数字接收机在算法上做出了优化,使其便于系统实现。对设计好的宽带和窄带接收机结构给出了MATLAB仿真,仿真结果表明两者符合设计要求。(3)、采用xc2v3000系列FPGA分别实现了雷达高度计数字中频宽带接收机和窄带接收机,窄带接收机的滤波器采用多级滤波和多相滤波实现,节约了设计资源。给出了两个接收机系统的MATLAB和MODESIM联合仿真结果,指出设计的宽带接收机的相位正交误差小于3°,幅度一致性误差小于0.3dB;窄带数字中频接收机的幅度一致性误差小于0.02dB。相位一致性误差小于0.7°。

雷达高度计数字接收机及控制技术

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