无源定位参数测量系统的设计与实现

论文摘要

当前,利用民用电视台、调频广播等发射的电磁波作为照射源,对目标进行探测与定位的新型无源定位法越来越受到人们的重视。这种探测系统具有显著的隐蔽性和反隐身性,因此该系统的研发具有重要的战略意义。目前测相位差变化率法是该系统的核心技术之一,其定位精度和速度都比传统的无源定位方法高。但是当前研究主要集中在定位算法的仿真和硬件模拟实现上,不能够真正应用于实际定位。为了进一步贴近工程应用,开展对无源定位参数测量技术的研究具有重要的理论和现实意义。本文在相位差变化率定位算法硬件平台已实现的基础上,对无源定位参数测量系统的软硬件设计进行了详细研究。主要研究成果如下:1.建立一个相位差变化率测量系统的数学模型,分析了系统的关键技术:高速滤波器和精确本振源的实现。2.基于DSP Builder技术,提出了简单可行的高速滤波器和本振源的设计方法,在Matlab中实现该测量模型。3.在仿真结果验证该系统满足参数指标的基础上,介绍了模型文件转化成VHDL文件的具体方法,引入IP核的宏模块定制功能,完成了整个软件系统的设计。4.依据软件系统的资源需求,选定合适的FPGA芯片,提出了一种硬件设计方案。该方案对多路采样时钟的同步、噪声以及温漂的抑制等关键问题的解决都提出了相应的方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 国内外研究的现状及分析
• 1.3 论文的研究内容和成果
• 1.3.1 论文的研究内容
• 1.3.2 主要研究成果
• 1.4 论文内容安排
• 第2章 参数测量原理及方法
• 2.1 相位差变化率法的定位原理
• 2.2 相位差及其变化率的测量方法
• 2.2.1 基于过零点检测的相位差测量方法
• 2.2.2 基于数字信号处理的相位差测量方法
• 2.2.3 相位差变化率的测量
• 2.3 本章小结
• 第3章 参数测量模型设计
• 3.1 参数测量模型总体设计
• 3.2 滤波器设计
• 3.2.1 FIR数字滤波原理
• 3.2.2 滤波器设计流程
• 3.3 滤波器仿真
• 3.4 数字正交混频器设计
• 3.5 参数测量模型构建
• 3.6 本章小结
• 第4章 参数测量算法的仿真与软件实现
• 4.1 参数测量算法仿真
• 4.1.1 系统技术指标
• 4.1.2 系统仿真分析
• 4.2 参数测量算法VHDL硬件语言转换
• 4.3 其他各模块的设计
• 4.3.1 Altera的IP工具
• 4.3.2 定制Altera的基本宏功能
• 4.3.3 实现Altera基本宏功能
• 4.4 本章小结
• 第5章 参数测量系统的硬件设计
• 5.1 系统的总体技术方案
• 5.2 参数测量系统的硬件实现方案
• 5.2.1 采样时钟电路
• 5.2.2 A/D驱动电路
• 5.2.3 AD9218采样芯片的应用
• 5.2.4 系统电源设计
• 5.2.5 FPGA芯片的应用
• 5.2.6 印刷电路板设计
• 5.3 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
• 附录1
• 附录2
• 附录3