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宽带雷达中频信号产生技术研究

罗丁川  
【摘要】:当今雷达对抗研究中,为了能模拟出复杂多变电磁环境下的雷达信号,就要对雷达信号模拟器提出更高的要求,其中包括有:宽频带、高稳定性、高捷变能力和多模式输出的能力。本文以多种雷达信号类型,能满足不同工作模式下雷达信号的模拟为背景对宽带雷达信号产生技术进行了研究,从而为复杂环境下宽带雷达模拟器的研制、试验和生产提供了研究方法和功能验证。首先本文针对如何产生雷达信号问题,通过雷达中频信号和天线虚拟极化进行建模分析,按雷达信号的信号类型和极化方式进行仿真。针对复杂电磁环境下如何实现高保真雷达信号的问题,通过在雷达信号生成中引入噪声信号和雷达信号失真模型来模拟接收机能够接收到的雷达信号。在失真原因分析中针对信号的大宽带而造成信号在通过DAC器件输出跨奈奎斯特区产生的失真问题深入研究,在零阶保持模式下,采用跨奈奎斯特区预失真补偿滤波器方式对奈奎斯特区前三区信号衰落现象分别进行补偿,实现采样率0-1.5倍频率信号的幅度衰落补偿。其次,针对如何在低速时钟下实现宽带雷达信号的问题,通过采用多相结构对雷达信号生成模型进行并行实现,完成了多种调制模式下宽带雷达产生方法的实现。并对捷变频雷达信号的并行混频结构,卷积调制的并行卷积结构和通过并行卷积结构引出高逼真雷达信号的并行滤波器结构进行了方法实现,从而给宽带雷达信号产生技术提供了理论支持和方法研究。然后,针对双通道极化特性失真的问题,通过采用并行滤波器的方法对失真通道信号进行校正。并针对并行滤波器消耗过多的硬件资源的问题,采用了FFAs并行卷积结构对滤波器进行优化设计,完成了16路的并行优化滤波器的设计。通过前后测试来验证并行优化滤波器对通道输出幅度失真的校正功能。最后,对宽带雷达信号整体功能进行测试。首先对试验设备所需要的软硬件平台组成模块以及组成设备的各个部分进行介绍;其次对开发环境以及所需要的软件芯片进行简单介绍;然后对FPGA开发进行了介绍;最后通过示波器与频谱仪分别对脉冲流密度、脉冲雷达信号、连续波雷达信号、线性调频雷达信号、相位编码雷达信号、频率捷变雷达信号、噪声信号、极化调制特性以及宽带频点进行了测试,满足了试验要求,反映了宽带雷达信号产生技术的实际应用效果。


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