雷达信号侦察处理机及中控设计与实现

论文摘要

雷达信号侦察处理机在雷达对抗系统中担负着极其重要的角色,它是电子干扰系统、电子情报系统和雷达威胁告警接收机的核心。在复杂电磁环境中,信号密度大且信号形式多样,这给电子侦察带来了很大困难。为了应对这种挑战,雷达信号侦察处理机除了具备宽输入带宽、大动态范围和同时到达信号的处理能力之外,还必须具备快速分析、实时处理各种雷达信号的能力。本文围绕雷达信号侦察处理机及其工程实现做了如下工作:1.研究了现代雷达对抗的应用环境,分析了高速ADC采样方案和数据率转换系统方案,提出了基于多级信道化的雷达信号侦察数字处理机方案,阐述了方案中涉及的高速ADC采集、多级数字信道化、中控控制、信号处理等关键技术,探讨了各项关键技术的突破方法。2.在理论分析噪声对相位估计精度影响的基础上,介绍了一种工程可快速实现的脉内调制类型识别算法。针对多重相位差分算法的缺点,采用了基于窗函数滤波的瞬时频率测量方法,重构了八种脉内调制信号的瞬时频率;通过对信号瞬时频率进行最小二乘拟合和直方图统计,实现了信号的识别。3.基于傅立叶系数插值迭代频率测量算法和快速解线性调频算法,实现了简单脉冲、线性调频和V型非线性调频的参数估计;基于相位差分算法估计的瞬时频率,实现了相位编码信号和频率编码信号的载频估计。4.基于多级信道化的雷达信号侦察数字处理机方案,给出了侦察处理机的中控方案总体设计。5.在分析消息传递方式、缓存区管理模式和DDR SDRAM读写特点的基础上,给出了短信号缓存子模块、第一级信道化数据缓存子模块和第二级信道化数据缓存子模块的实现结构。6.分析了两类信道化数据的缓存特点和信号分选算法的数据要求,给出了计算资源配置子模块的实现结构。基于数据率转换系统的同时到达信号检测结果,给出了同时到达信号的修正模块的实现结构。7.完成了系统的联调工作,验证了脉内分析算法和中控子系统的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.3 内容介绍和章节安排
• 第二章 雷达信号侦察处理机系统结构
• 2.1 雷达信号侦察数字处理子系统方案
• 2.1.1 高速数据采样方案
• 2.1.2 数据率转换子系统方案
• 2.2 基于多级信道化的侦察处理机结构
• 2.2.1 侦察处理机总体结构
• 2.2.2 高速ADC采集技术
• 2.2.3 多级数字信道化技术
• 2.2.4 中控控制技术
• 2.2.5 信号处理技术
• 2.3 小结
• 第三章 雷达信号脉内分析算法
• 3.1 调制类型识别算法
• 3.1.1 信号建模及其瞬时频率分析
• 3.1.2 瞬时频率估计
• 3.1.3 最小二乘估计
• 3.1.4 统计直方图
• 3.1.5 识别流程
• 3.2 调制参数估计算法
• 3.2.1 傅立叶系数插值迭代频率测量算法
• 3.2.2 快速解线性调频
• 3.2.3 基于相位差分的参数测量
• 3.3 仿真及实验分析
• 3.3.1 调制类型识别算法仿真
• 3.3.2 调制参数估计算法仿真
• 3.3.3 实时处理能力仿真
• 3.4 小结
• 第四章 雷达信号侦察处理机中控方案设计
• 4.1 中控方案总体设计
• 4.2 数据缓存模块
• 4.2.1 消息传递
• 4.2.2 缓存区管理
• 4.2.3 DDR SDRAM操作
• 4.2.4 短信号缓存子模块
• 4.2.5 第一级信道化数据缓存子模块
• 4.2.6 第二级信道化数据缓存子模块
• 4.3 计算资源配置模块
• 4.4 同时到达多信号信息修正模块
• 4.4.1 并行FIR滤波算法实现
• 4.4.2 信号参数修正
• 4.5 数据通信模块
• 4.5.1 FPGA间的数据传输
• 4.5.2 FPGA与DSP的数据传输
• 4.5.3 FPGA与外部差分接口的数据传输
• 4.6 其它模块
• 4.6.1 上电自检
• 4.6.2 信号预处理
• 4.7 小结
• 第五章 系统联试结果
• 5.1 侦察处理机硬件平台
• 5.2 侦察处理机测试平台
• 5.3 单信号测试
• 5.3.1 中控测试
• 5.3.2 信号处理测试
• 5.4 多信号测试
• 5.4.1 中控测试
• 5.4.2 信号处理测试
• 5.4.3 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 未来展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果