雷达目标模拟器的硬件电路设计与实现

论文摘要

雷达目标模拟是系统模拟技术与雷达技术相结合的产物,雷达目标模拟的对象是雷达的目标和环境,模拟的结果是复现包含雷达目标及目标环境信息的雷达回波信号。实际上,这些雷达回波信号可以认为是由发射波形经过延迟和多普勒频移后的复现波形所构成。模拟技术广泛用于对雷达某分系统的调试、性能评价。采用雷达目标模拟技术,可以缩短雷达的研制周期,减少雷达的研制费用等。实时雷达信号模拟的应用贯穿于雷达的研制、调试和操作使用的各个阶段。本文简述了雷达目标模拟器的一般模拟方法和多种实现手段,目标回波信号主要包括三种信息:幅度信息、频域信息、时域信息。在三种信息的处理上,目前都有相应的技术途径,如幅度模拟可由大动态的程控衰减器实现,目标多普勒频率可通过直接式数字合成器(DDS)实现,也可以通过高速的数字信号处理系统的运算实现。相对幅度和频率信息的实现而言,距离延迟的实现在过去相对较难。以往的方法是采用声表面波延迟的方法来实现,但信号质量较差,带宽较窄。现在实现的方法较多,可以在数字信号处理系统中通过延时控制来实现;在光纤通讯的迅速发展过程中,组合光纤直接延迟法在实践中也得到了应用,但也还存在若干问题。数字射频存储(DRFM)技术的不断进步,其信号质量己有很大的提高。本文结合相关的数学模型,重点研究了数字射频存储(DRFM)技术。并详细讨论了基于FPGA实现雷达目标模拟的技术以及硬件电路的实现方法。雷达目标模拟器作为雷达的一种辅助设备,它的通用性和操作简单化越来越受到人们的重视,所以对通用雷达模拟器的研究也会逐渐的丰富起来。本文所研究的内容只涉及了这一领域的一部分,对通用雷达模拟器的研究必将会随着雷达系统的发展,以及模拟技术的发展而逐渐充实。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 雷达目标模拟技术的概念
• 1.2 雷达目标模拟器的发展概况
• 1.3 雷达目标模拟器实现的主要技术途径
• 1.3.1 数字式射频存储
• 1.3.2 DDS 技术
• 1.3.3 光纤延迟线
• 第二章 雷达目标模拟的基本理论和设计方法
• 2.1 基本理论
• 2.1.1 雷达回波环境
• 2.1.2 雷达回波模拟的理论
• 2.2 目标模拟器的设计
• 2.2.1 目标模拟器的设计思想
• 2.2.2 目标模拟器的原理
• 第三章 数字射频存储器
• 3.1 数字射频存储器的工作原理
• 3.2 DRFM 主要性能要求
• 3.3 DRFM 的应用
• 第四章 FPGA 技术研究
• 4.1 FPGA
• 4.1.1 FPGA 简介
• 4.1.2 基于FPGA 的系统设计
• 4.2 FPGA 的开发平台
• 4.3 FPGA 软件编程
• 4.3.1 分布式算法
• 4.3.2 算法的改进与实现
• 4.3.3 仿真结果与性能分析
• 第五章 硬件电路设计
• 5.1 信号处理电路设计
• 5.1.1 电路设计框图
• 5.1.2 数字信号处理系统的组成
• 5.2 PCB 设计
• 第六章 全文总结
• 致谢
• 参考文献
• 读研期间发表的论文