SAR回波模拟器设计与实现

论文摘要

SAR是二次世界大战之后发展起来的新体制雷达,宽带SAR依靠发射宽带信号获得高的距离分辨力,采用合成孔径的方式获得高的方位分辨力。SAR回波模拟器能够在射频或中频模拟雷达一个合成孔径长度以上的接收信号历程,是半实物仿真实验系统的关键组成部分,在雷达系统研制、调试和性能评估等环节发挥重要作用。本文简要介绍了SAR的原理,讨论了SAR回波特点,重点分析了SAR回波模拟器实现中的高速数据输出和大容量存储的难点,提出了一种有效的模拟SAR回波信号的设计方案。最后讨论了设计的通用性,以实例的方式介绍了回波模拟器的具体应用。方案设计采用直接数字波形合成技术产生宽带基带信号,经过正交调制电路输出中频信号,在模块外部连接上变频模块,以产生射频信号。该设计能够满足SAR回波模拟的设计需要,提供多种波形模式,并且可以根据需要改变波形。具体设计中,采用FPGA和单片机(MCU)协同控制的方式,充分发挥了单片机的灵活控制能力和FPGA的高速逻辑能力;利用NAND型FLASH器件完成大容量的数据存储;采用USB2.0接口与计算机进行数据交换,提高系统存储速度,实现数据的更新;通过VC设计的软件界面和触摸屏给予用户方便、简洁的交互方式。具体实现过程中由于器件本身的读写速度限制,采用多片并行的数据输出方案,提升数据输出速度,提高系统带宽;针对NAND型FLASH器件的位翻转特性设置了硬件层面的ECC/EDC纠错编码功能,极大的提高了系统的可靠性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 发展概况
• 1.2.1 国外发展概况
• 1.2.2 国内发展情况
• 1.3 本文的主要工作
• 1.3.1 主要研究内容及思路
• 1.3.2 各章节内容安排
• 第二章 SAR回波的模拟方法
• 2.1 SAR体制介绍
• 2.1.1 脉冲压缩（PC）原理
• 2.1.2 合成孔径（SAR）原理
• 2.2 SAR回波
• 2.3 信号模拟
• 2.4 难点分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 模拟器系统设计与实现
• 3.1 系统典型指标与整体设计
• 3.2 方案设计
• 3.2.1 总体设计
• 3.2.2 器件选择
• 3.3 硬件系统设计与实现
• 3.3.1 基带信号产生
• 3.3.2 数据存储
• 3.3.3 系统接口
• 3.3.4 用户接口（触摸屏）设计
• 3.3.5 信号调理与正交调制电路
• 3.4 软件系统设计与实现
• 3.5 系统工作原理及流程
• 3.5.1 连机工作方式
• 3.5.2 脱机工作方式
• 3.6 本章小结
• 第四章 模拟器系统性能分析及测试
• 4.1 误差分析
• 4.1.1 数字部分误差
• 4.1.2 模拟部分误差
• 4.2 误差影响
• 4.3 测试方案
• 4.3.1 测试内容
• 4.3.2 测试方法
• 4.4 测试结果
• 4.4.1 数据传输及延时测试
• 4.4.2 基带信号测试
• 4.4.3 中频信号测试
• 4.4.4 射频信号测试
• 4.5 实际应用
• 4.6 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果