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基于System Generator的雷达有源干扰图形化设计与实现

高昌  
【摘要】:现场可编程门阵列(FPGA)是实现现代雷达干扰机信号处理的核心组成。然而,绝大多数算法研究人员对FPGA的硬件编程不甚了解,这使得算法的硬件实现变得不够高效、不够灵活,严重制约了众多新技术的快速应用。为了使FPGA的编程实现变得更加高效、更加模块化和标准化,本论文以典型的雷达干扰算法快速实现为需求,针对Xilinx公司当前主流的FPGA芯片,基于System Generator平台,系统研究了如何进行图形化的FPGA算法实现问题。本论文主要的创新性工作有以下两个方面:1、设计了一套典型雷达干扰信号处理算法的System Generator模型针对典型的雷达有源干扰技术需求,在仿真分析了各种DRFM干扰对脉压雷达影响的基础上,首先基于System Generator系统级软件,以图形化的建模方式设计了一系列典型的干扰算法基础模块:包括DDS、FIR滤波器、存储复制、脉冲检测、窄带高斯白噪声等;而后通过这些基础模块又设计完成了噪声调频、噪声调幅、噪声调相等压制性干扰和延时转发、基于移频的密集假目标、前沿脉冲复制、间歇采样、卷积噪声等DRFM干扰的System Generator模型。2、实验验证了 System Generator模型的可行性和通用性首先将上述各类模型在Xilinx Kintex Ultrascale KU115这款高性能的FPGA芯片上进行了硬件测试。同时根据测试需求,又设计了一套多路并行DDS、正交采样、多相滤波、数字下变频、正交上混频等System Generator模型。测试结果显示了本论文所建立各种模型的有效性。进一步为了验证基于System Generator模型的FPGA设计方法的通用性,再以主流的Xilinx Virtex-7 VC709开发板为硬件平台,定制设计AD/DA模块,对上述算法进行了移植。实践证明,该方法具有高效性和通用性。本论文的研究为算法研究人员进行雷达干扰算法的快速仿真与验证提供了一种新的技术思路,能够有效缩短设计周期,同时使算法设计更加模块化和标准化,具有重要的工程价值。


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