宽带数字信道化接收机FPGA实现技术研究

论文摘要

电子战最主要的特点是频段宽、待处理的信号种类多,且处于被动接收工作条件的背景下,所以,必须要研究开发一种宽频段覆盖、高灵敏度、宽动态范围、高截获概率和实时处理能力的侦察接收机。基于多相滤波的数字信道化接收机是目前侦察接收机中较好的解决方案。本文对基于多相滤波的数字信道化接收机的理论及实现进行了较深入的研究。论文主要工作和成果如下:1.根据现代雷达信号侦察环境的信号特征,分析了宽带雷达信号数字信道化接收机的主要优势及其发展现状。2.介绍了数字接收机的常规理论—多速率信号处理。在此基础上深入研究和推导了基于多相滤波器组的数字信道化高效结构,并对信道化处理部分进行了仿真,实验结果验证了模型的正确性和可实现性。3.根据系统设计指标要求,针对实现中的技术难点进行了分析,给出了基于高速A/D和FPGA的实现结构,并对该结构的实现进行了可行性分析,然后给出了系统实现框图和算法流程。4.根据系统要求,对系统中的每个功能模块进行了基于FPGA的设计与实现。主要包括:有效脉冲检测、外挂FIFO配置、运算核心、输出控制和同步模块。根据实际运算中的数据特性,对多相滤波和IDFT模块进行了优化设计,节省了硬件资源,提高了系统运行速度。5.对数字信道化接收机进行了系统联调,测试结果验证了系统的正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 宽带数字信道化接收技术的国内外研究动态
• 1.3 本文工作及内容安排
• 第二章 数字信道化接收机理论及模型
• 2.1 引言
• 2.2 多速率信号处理基本理论
• 2.2.1 整数倍抽取
• 2.2.2 多相滤波结构
• 2.3 宽带数字信道化接收机相关结构
• 2.3.1 数字信道化接收机基本结构
• 2.3.2 基于多相滤波结构的数字信道化接收机
• 2.4 数字信道化接收机的实验仿真及分析
• 2.5 小结
• 第三章 基于FPGA 的系统方案设计
• 3.1 系统应用背景
• 3.2 宽带数字信道化接收机方案设计
• 3.2.1 系统主要器件简介
• 3.2.2 系统框图及功能
• 3.3 系统分析
• 3.3.1 系统算法分析
• 3.3.2 数据流量分析
• 3.4 小结
• 第四章 信道化模块FPGA 实现
• 4.1 概述
• 4.2 FPGA 设计流程及开发工具
• 4.3 脉冲检测模块FPGA 实现
• 4.4 IDT72T36125 的配置
• 4.4.1 IDT72T36125 芯片简介
• 4.4.2 多时钟域处理
• 4.4.3 IDT72T36125 芯片读写控制
• 4.5 多相滤波模块FPGA 实现
• 4.5.1 FPGA 中的并行处理技术
• 4.5.2 基于分布式算法的 FIR 滤波器 FPGA 实现
• 4.5.3 多相滤波模块实现
• 4.6 IDFT 模块FPGA 实现
• 4.6.1 FPGA 流水线处理技术
• 4.6.2 IDFT 模块实现
• 4.7 输出控制模块FPGA 实现
• 4.7.1 信道检测FPGA 实现
• 4.7.2 数据组帧处理
• 4.7.3 基于 FPGA 的 TS201 链路口发射端设计
• 4.8 宽带脉冲同步模块FPGA 实现
• 4.9 小结
• 第五章 系统测试及实验结果
• 5.1 FPGA 资源消耗情况
• 5.2 数字信道化接收机测试平台
• 5.3 测试结果及分析
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 在校期间研究成果