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《南京信息工程大学》 2012年
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气象雷达多通道数字接收机的设计与实现

黄鹏良  
【摘要】:随着现代数字化技术迅猛发展,基于数字信号处理的新一代天气雷达从90年代开始在全国布网,极大地提高了我国灾害性天气的预测能力;而经济建设和国防建设步伐的加快,也不断要求天气预报更为实时和准确。气象雷达在临近预报中扮演着重要角色,它是监测、预报突发灾害性天气的最有效手段。传统气象雷达采用单一频率的矩形脉冲方式发射电磁波进行气象观测,观测结果表明,气象目标物对不同波长的雷达发射波的散射程度是有区别的,单一频率电磁波对不同尺寸的降水粒子和天气系统探测存在不足。本实验室尝试研制一种新型步进调频宽带气象雷达,运用在气象探测当中,探讨宽带雷达对不同尺度的降水粒子和天气系统探测的作用和意义。 多通道数字接收机技术在民航通信雷达和军用雷达的运用发展中日益成熟。受硬件条件限制,设计直接处理宽带信号的接收机不太现实。将接收带宽分割成多个接收通道,再对各子通道分别同时进行下变频处理得到I/Q正交信号,然后再合成宽带信号,成为一种可行的宽带信号处理方法。本题目负责设计一种在数字域实现4个通道分割的宽带数字接收机,主要工作是接收机数字中频采样电路设计、多通道信号的下变频算法设计、基带数据存储以及硬件平台实现。本文详细描述了四个通道的数字下变频过程,利用FPGA(现场可编程门阵列)设计CIC、HB和FIR三种承接滤波器,以Matlab和Modelsim工具作综合仿真验证,使用SDRAM设计一个高容量快速FIFO作为数据缓存,最后完成了数字接收机的硬件平台构建。理论和板级验证证明该多通道数字接收机可以满足步进调频气象雷达的宽带接收要求。
【学位授予单位】:南京信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P415.2

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