高速高效信道化接收机的研究与实现

论文摘要

随着雷达技术的迅速发展,电子战接收机通常要求具有宽频带截获带宽,较高的灵敏度,大的动态范围,能够截获同时到达信号,以及具有实时处理能力。根据软件无线电理论、带通采样理论以及多速率采样理论等,本文讨论了基于多相滤波器组的高速高效信道化接收机基本原理以及硬件具体实现方案。该方案利用多相滤波的高效性和FFT的灵活性,大大降低运算速率和运算量,能够对前端上百兆带宽信号进行实时处理。本文主要研究了信道化数字接收机的高效结构,讨论了具体实现方案并进行了仿真验证以及系统性能测试。首先介绍了数字接收机的基本理论:采样技术、多速率信号处理和数字下变频。在此基础上深入研究了基于多相DFT滤波器组的数字信道化高效结构,推导并建立了实信号信道化数字接收机的数学模型。后来系统仿真结果证明了该方法是对宽带信号具有全概率截获的能力并论证了该数学模型的正确性。最后在理论分析的基础上提出接收机的各项指标,通过搭建宽带信道化接收机的硬件平台来应用所研究的算法。通过测试,该平台的各项性能达到了预期的设计指标,可以满足雷达侦察的实际需求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究的目的及国内外发展现状
• 1.3 论文的主要研究成果和内容安排
• 第2章 宽带数字接收机的有关技术理论
• 2.1 概述
• 2.2 宽带数字接收机的有关技术
• 2.2.1 基本采样理论—Nyquist采样定理
• 2.2.2 带通采样定理
• 2.2.3 数字下变频基本原理
• 2.2.4 抽样率变换技术
• 2.3 基于多相滤波的数字正交变换
• 2.4 提取相位的CORDIC算法
• 2.5 相位干涉仪测向
• 2.5.1 测角原理
• 2.5.2 振幅测向法
• 2.5.3 相位测向法
• 2.6 本章小结
• 第3章 数字信道化接收机理论
• 3.1 数字接收机的理论基础
• 3.1.1 抽取
• 3.1.2 内插
• 3.2 高效多相滤波结构
• 3.3 信道化滤波器组
• 3.3.1 信道化滤波器组的结构
• 3.3.2 复信号频带均匀信道划分形式
• 3.3.3 实信号频带均匀信道划分形式
• 3.4 两种数字接收机的比较
• 3.5 本章小结
• 第4章 信道化接收机系统总体方案设计及其硬件实现
• 4.1 信道化宽带数字接收机主要功能
• 4.2 系统方案原理分析
• 4.3 高速高效信道化接收机的数学模型
• 4.4 系统组成框图及说明
• 4.5 系统仿真
• 4.6 信道化宽带数字接收机硬件平台的设计
• 4.6.1 时钟电路设计
• 4.6.2 高速采样电路设计
• 4.6.3 DSP电路设计
• 4.6.4 FPGA部分电路设计
• 4.6.5 电源电路设计
• 4.7 高速PCB设计概述
• 4.8 硬件实物
• 4.9 本章小结
• 第5章 系统软件设计和性能测试
• 5.1 信道化数字接收机系统的软件设计
• 5.2 软件设计需考虑的问题
• 5.3 系统测试实验
• 5.4 信道化接收机动态范围的测试
• 5.5 信道化接收机对同时到达信号截获能力的测试
• 5.6 均匀信道化滤波器组幅频响应测试
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢