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基于FPGA的雷達信號偵察數字接收機

  • 資源大小:2378 K
  • 上傳時間: 2024-03-21
  • 上傳用戶:XuVshu
  • 資源積分:2 下載積分
  • 標      簽: FPGA

資 源 簡 介

隨著信號處理技術的進步和電子技術的發展,雷達信號偵察接收機逐漸從模擬體制向數字體制轉變。軟件無線電概念的提出,促使雷達偵察接收機朝大帶寬、全截獲方向發展,現有的串行信號處理體制已經很難滿足系統要求。FPGA器件的出現,為實現寬帶雷達信號偵察數字接收機提供了硬件支持。 本文結合FPGA芯片特點,在前人研究基礎上,從算法和硬件實現兩方面,對雷達信號偵察數字接收機若干關鍵技術進行了研究和創新,主要研究內容包括以下幾個方面。 1)給出了基于QuartusII/Matlab和ISE/ModelSim/Matlab的兩種FPGA設計聯合仿真技術。這種聯合仿真技術,大大提高了基于FPGA的雷達信號偵察數字接收機的設計效率。 2)給出了一種基于FFT/IFFT的寬帶數字正交變換算法,并將該算法在FPGA中進行了硬件實現,設計可對600MHz帶寬內的輸入信號進行實時正交變換。 3)提出了一種全并行結構FFT的FPGA實現方案,并將其在FPGA芯片中進行了硬件實現,設計能夠在一個時鐘周期內完成32點并行FFT運算,滿足了數字信道化接收機對數據處理速度的要求。 4)提出了一種自相關信號檢測FPGA實現方案,通過改變FIFO長度改變自相關運算點數,實現了弱信號檢測。提出通過二次門限處理來消除檢測脈沖中的毛刺和凹陷,降低了虛警概率,提高了檢測結果的可靠性。 5)在單通道自相關信號檢測算法基礎上,提出采用三路并行檢測,每路采用不同的相關點數和檢測門限,再綜合考慮三路檢測結果,得到最終檢測結果。給出了算法FPGA實現過程,并對設計進行了聯合時序仿真,提高了檢測性能。 6)給出了一種利用FFT變換后的兩根最大譜線進行插值的快速高精度頻率估計方法,并將該算法在FPGA硬件中進行了實現。通過利用FFT運算后的實/虛部最大值進行插值,降低了硬件資源消耗、縮短了運算延遲。 7)結合4)、5)、6)中的研究成果,完成了對雷達脈沖信號到達時間、終止時間、脈沖寬度和脈沖頻率的估計,最終在一塊FPGA芯片內實現了一個精簡的雷達信號偵察數字接收機,并在微波暗室中進行了測試。

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