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多通道可编程雷达信号源设计与实现

张朔  
【摘要】:随着雷达对抗强度的日益提升,传统雷达信号源平台已经不能满足现代战争对信号源的各种要求,现代雷达对抗不仅要求雷达信号源可以可编程地产生各种基带和多通道信号,而且发射信号还应具有较好的低截获性。本文针对这些要求,设计了一种基于直接数字波形合成技术的多通道可编程雷达信号源系统。本文的主要研究内容如下:研究了直接数字频率合成技术(DDFS)和直接数字波形合成技术(DDWS)的原理和构造,确定了基于DDWS技术的波形合成方案,为后续的波形合成工作奠定了坚实的理论基础;研究了线性调频脉冲信号和二相编码脉冲信号的特性,并基于正交频分的思想设计了正交频分线性调频信号和正交二相编码信号,为信号源实现多通道输出奠定了信号基础;基于相位逗留原理,采用窗函数求反法设计了非线性调频信号,基于混沌原理设计了混沌二相编码信号,为信号源实现低截获性奠定了信号基础。使用MATLAB对所设计的波形进行仿真,分析了设计波形的时域频域和相关性特征,仿真结果表明所设计的波形满足设计要求。采用VS与MATLAB混合编程的方法设计了上位机软件,上位机提供波形种类和参数选择功能、理论波形仿真显示功能、信息显示功能、波形存储信息管理功能以及以太网通信功能,为实现信号源可编程性奠定了软件基础。设计了多通道输出的硬件方案,为实现信号源多通道性奠定了硬件基础。使用FPGA作为信号源系统的逻辑控制核心,基于自上而下的设计方法,设计实现了FPGA的以太网接收处理模块,FLASH读写控制模块以及RAM读写控制模块,为实现信号源可编程性奠定了硬件基础。为了验证所设计的信号源系统是否满足设计要求,搭建了以Xilinx公司Virtex-5系列开发板ML507为核心的系统性能测试平台,基于该测试系统对信号源系统进行了测试,测试结果表明该雷达信号源系统的功能和性能达到了设计要求。


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