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多通道雷达目标回波模拟器的实现

作　者: 曹金灿
导　师: 顾红
学　校: 南京理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 雷达目标模拟器脉内线性调频回波建模硬件设计 PCI9054 EDK MFC
分类号: TN955
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 143次
引　用: 5次
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内容摘要

雷达目标模拟器主要是实现对目标的回波进行模拟的功能,进而方便后续雷达信号处理机的调试以及测试。本文讨论了一种数字化多功能多通道雷达目标模拟器的硬件实现,重点分析了雷达的回波建模、硬件方案设计、基于硬件的软件设计以及PC侧的控制软件的设计。本文首先给出了脉内线性调频信号的雷达目标回波建模方法,并且使用Matlab对回波信号进行信号处理以验证模型的正确性,同时通过Matlab对整个硬件实现的流程进行仿真以验证硬件方案的可行性；然后讨论了雷达目标模拟器的硬件设计,包括硬件总体方案设计、关键方案论证、电路板的原理图以及PCB图的设计、硬件调试等方面；硬件测试通过后需要将在Matlab中实现的算法移植到硬件中,使得硬件可以按照外部的同步触发脉冲实时的产生多目标多通道的回波数据；最后要将回波数据缓存到计算机中,用于验证产生的数据是否符合要求。调试的结果表明,雷达目标模拟器的硬件设计完全达到了预期的指标要求,同时各个软件功能模块设计也得到了验证；最终实现了多通道雷达目标模拟器的VHDL软件编写以及系统级联调试。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-12
  1.1 研究背景及意义  9
  1.2 研究现状和发展  9-10
  1.3 论文研究内容和论文结构安排  10-12
2 目标模拟器的回波建模及硬件工作流程仿真  12-22
  2.1 引言  12
  2.2 目标模拟器的设计任务  12-13
  2.3 目标模拟器的回波信号模型  13-15
  2.4 回波验证算法  15-19
    2.4.1 空域谱估计技术  15-16
    2.4.2 数字波束形成  16
    2.4.3 距离速度信息的提取  16-17
    2.4.4 仿真结果分析  17-19
  2.5 硬件中按照时钟节拍的参数计算  19-21
    2.5.1 硬件工作的关键参数  19-21
    2.5.2 实时回波相位的计算  21
  2.6 本章小结  21-22
3 多通道雷达目标模拟器的硬件设计方案  22-36
  3.1 引言  22
  3.2 雷达目标模拟器硬件方案设计  22-27
    3.2.1 总体方案设计  22-23
    3.2.2 板卡方案设计  23-27
  3.3 关键技术的解决方案  27-33
    3.3.1 通道同步  27-30
    3.3.2 电源分配  30-32
    3.3.3 通道一致性校正  32-33
    3.3.4 系统带宽分析  33
  3.4 电路板的原理图以及PCB图设计  33-35
    3.4.1 板卡的原理图设计  33-34
    3.4.2 板卡的PCB图设计  34-35
  3.5 本章小结  35-36
4 硬件平台的软件程序设计  36-51
  4.1 引言  36
  4.2 软件整体设计  36-38
  4.3 PCI接口程序设计  38-40
    4.3.1 PCI9054的特性  38
    4.3.2 PCI9054的本地侧总线  38-39
    4.3.3 PCI9054的数据传送方式  39-40
  4.4 存储器接口程序设计  40-46
    4.4.1 存储器介绍  40-41
    4.4.2 Xilinx存储器接口IP核  41-43
    4.4.3 内存条数据的存取  43-46
  4.5 嵌入式处理器POWERPC程序设计  46-49
    4.5.1 PowerPC硬核的设置  46-47
    4.5.2 PowerPC与FPGA的数据通信  47-48
    4.5.3 EDK中定制IP核  48
    4.5.4 EDK中程序设计流程  48-49
  4.6 整体程序框架  49-50
  4.7 本章小结  50-51
5 PC侧应用程序设计  51-57
  5.1 引言  51
  5.2 WINDRIVER设备驱动开发  51-55
    5.2.1 设备驱动开发工具  51
    5.2.2 WinDriver的原理  51-52
    5.2.3 WinDriver的应用开发  52-55
  5.3 PC侧的软件设计  55-56
  5.4 本章小结  56-57
6 调试测试和验证  57-60
  6.1 引言  57
  6.2 功能模块测试  57-59
    6.2.1 多通道DA测试  57
    6.2.2 PCI数据传输调试  57-58
    6.2.3 内存条内存条数据读写验证  58
    6.2.4 PowerPC与FPGA的通信测试  58-59
  6.3 系统VHDL程序设计  59
  6.4 本章小结  59-60
7 结束语  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-64

多通道雷达目标回波模拟器的实现

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