数字脉压系统主控单元设计与实现

论文摘要

现代雷达系统广泛采用脉冲压缩技术,通过宽脉冲发射,保证足够的最大作用距离,而接收时,采用相应的脉冲压缩法获得窄脉冲,以提高距离分辨率,较好地解决了作用距离与分辨能力之间的矛盾。随着数字信号处理技术的飞速发展,为雷达脉冲压缩处理的数字化及软件化实现提供了可能。本文通过使用ADI 公司的16 位定点数字信号处理器ADSP-2191M 强大的外部接口和复杂可编程逻辑器件CPLD 的功能拓展,成功完成了三坐标雷达脉冲压缩系统主控单元的设计,实现了控制多块脉冲压缩处理单元的功能,且可以完全控制每块脉冲压缩处理单元进行信号的采集、处理、传输及相应的故障上报。由于其速度快,功能强大,可编程能力强,完全满足系统设计要求,并取得了比较满意的结果,已经作为产品正式投入使用。论文内容共分为六章,第一章绪论概述了雷达脉冲压缩技术和数字信号处理技术的发展;第二章介绍了雷达信号的基本理论;第三章从整体上介绍了数字脉冲压缩系统的设计方案及理论和相关的串口标准;第四章详细介绍了其中主控单元的硬件设计各部分功能;第五章详细介绍了主控单元的软件设计和串口通讯协议;第六章分析了整个系统调试和测试结果,完成最终的产品交验。 本文完成的主要工作有如下几个方面: 1、基于ADSP-2191M 的雷达脉冲压缩主控单元的方案论证及实现,包括实时数据处理、接收雷达主机的广播通讯码、相应的故障报错、故障指示和电源监控等功能。2、ADSP-2191M 及CPLD 的硬件和软件设计,包括和主机、处理单元的通讯、各种外部接口的控制和指示、DSP 和CPLD 之间的通讯控制等。3、结合主机和脉冲压缩处理单元,对主控单元进行各种功能的测试和完善工作,并最终完成本主控单元的设计和调试。4、除以上主要工作外,作者还参与了整个脉冲压缩系统的硬件调试工作,协助完成整个脉冲压缩系统,并交付使用。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 雷达发展概况
• 1.2 脉冲压缩技术
• 1.3 多波形频域脉冲压缩系统
• 1.4 数字信号处理技术
• 1.5 本人主要工作
• 第二章 雷达信号基本理论
• 2.1 最佳处理与匹配滤波
• 2.2 模糊函数与分辨理论
• 2.3 脉冲压缩与 LPI 技术
• 第三章 系统方案设计
• 3.1 数字脉冲压缩系统概述
• 3.2 系统总体设计方案概述
• 3.3 数字脉冲压缩处理的两种方法
• 3.4 频域数字脉压理论
• 3.4.1 基本工作原理
• 3.4.2 分段重叠处理方法
• 3.5 串口通讯标准介绍
• 3.5.1 RS422 串行接口标准
• 3.5.2 DSP 串口介绍
• 3.6 本章小结
• 第四章 主控单元硬件设计
• 4.1 主控单元总体介绍
• 4.2 主控单元各部分单元功能
• 4.2.1 DSP 介绍
• 4.2.2 DSP 的供电设计
• 4.2.3 外部存储器接口设计
• 4.2.4 JTAG 测试仿真口
• 4.2.5 EPM7128SLC84 可编程逻辑器件
• 4.2.6 ByteBlasterMV 并口下载电缆
• 4.2.7 时钟分配电路设计
• 4.2.8 RS422 接口设计
• 4.3 系统电路设计中考虑的其他问题
• 4.3.1 电源监控及指示电路设计
• 4.3.2 复位电路设计
• 4.3.3 布局布线考虑
• 4.4 本章小结
• 第五章 主控单元软件设计
• 5.1 数字信号处理器 ADSP-2191M 程序设计
• 5.1.1 DSP 程序设计流程
• 5.1.2 主控单元与处理单元和主机之间的通讯协议
• 5.1.3 ADSP-2191M 初始化设计
• 5.1.4 UART 串口中断子程序设计
• 5.1.5 仰角同步中断设计
• 5.1.6 自检子程序设计
• 5.1.7 DSP 驱动程序设计
• 5.2 复杂可编程逻辑器件 CPLD 逻辑设计
• 5.2.1 用CPLD 进行逻辑电路设计的一般流程
• 5.2.2 用CPLD 实现DSP 串口功能拓展
• 5.2.3 CPLD 其他内部逻辑功能设计
• 5.3 本章小结
• 第六章 系统调试和测试结果分析
• 6.1 雷达脉冲控制信号调试
• 6.2 主控单元功能调试和分析
• 6.2.1 主控单元和处理单元串口通讯调试
• 6.2.2 主控单元和主机 RS422 串口通讯调试
• 6.3 脉冲压缩系统的调试及结果分析
• 6.3.1 分段重叠卷积的功能实测
• 6.3.2 脉压输出测试
• 6.4 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 在学期间的科研成果和发表的学术论文