某气象雷达信号处理平台设计与实现

论文摘要

多普勒气象雷达是预测突发性灾害天气的有效手段,并已广泛的应用于军民生产生活中,对人民群众日常生活的影响越来越大。本文主要介绍了多普勒气象雷达信号处理系统的设计与实现,根据多普勒气象雷达处理系统的特点与要求,本文提出了具有中频信号采集模块、高速数据处理模块、高速光纤通信模块及高速CPCI总线接口的信号处理传输方案,其中高速数据处理模块主要由由FPGA和DSP组成。本文完成了信号处理板的硬件系统设计,介绍了信号处理板的结构组成以及器件选择方面的要求;同时完成了相应信号处理系统的软件设计,其中包括了光纤通信模块、链路口通信模块、算法实现和CPCI局部总线设计,其中算法主要实现的是对采集数据进行数字下变频计算并计算回波强度,然后通过MTD处理,计算出回波的平均多普勒频移和谱宽。最后对系统的高速光纤通信模块、链路口通信模块和CPCI总线接口进行了测试,各项性能满足项目的要求,可以应用于该多普勒气象雷达信号处理系统中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究的背景
• 1.2 气象雷达信号处理的发展与现状
• 1.3 论文的内容与安排
• 第二章 气象雷达信号处理板系统方案
• 2.1 总体方案的设计
• 2.1.1 多普勒气象雷达系统简述
• 2.1.2 信号处理板总体结构
• 2.2 信号处理板硬件设计
• 2.2.1 硬件总体结构设计
• 2.2.2 硬件设计各模块及器件介绍
• 2.3 小结
• 第三章 信号处理板数据传输接口设计
• 3.1 系统信号处理流程
• 3.2 高速光纤接口设计
• 3.2.1 高速光纤收发通道介绍
• 3.2.2 高速收发模块实例化应用
• 3.3 链路口通信设计
• 3.3.1 ADSP TS201 链路口简介
• 3.3.2 FPGA 中链路口发送/接收模块化
• 3.4 高速CPCI 总线接口设计
• 3.4.1 CPCI 总线介绍
• 3.4.2 PCI 总线接口设计实现
• 3.5 小结
• 第四章 数据处理算法设计
• 4.1 数字正交检波处理
• 4.1.1 数字正交检波基本原理
• 4.1.2 数字正交检波的FPGA 实现
• 4.2 DSP 算法实现
• 4.2.1 脉冲积累MTD 原理
• 4.2.2 DSP 算法设计
• 4.3 小结
• 第五章 系统系能测试
• 5.1 光纤通信模块测试
• 5.2 链路口通信测试
• 5.3 CPCI 总线接口性能测试
• 5.4 小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果
• 附录