《雷达中频信号的数字化采集处理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《雷达中频信号的数字化采集处理（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大连海事大学 硕士学位论文 雷达中频信号的数字化采集处理 姓名：郑小姣 申请学位级别：硕士 专业：信息与通信工程（通信与信息系统） 指导教师：索继东 20100601 中文摘要 摘要 本文的研究课题来源于交通部基础研究科技项目“航海雷达中频信号数字处 理方法的研究”，本文主要完成其中信号采集处理方法的研究内容。在航海雷达 的研究中，信号的采集、处理、检测和显示都是非常重要的环节，而且随着数字 信号处理技术的逐步完善，在中频频段上对雷达信号进行数字化采集处理具有许 多模拟电路不可比拟的优点。而数字中频正是实现该功能的关键技术，本文的目 的就是将数字中频技术应用于航海雷达中频信号，针对航海雷达信号
2、的特点利用 高性能的F P G A 器件，设计一个数字化的雷达中频信号采集预处理系统。 本文以数字中频技术为基本的理论依据，研究分析了针对雷达中频信号的数字 化采样理论和数字下变频原理以及针对航海雷达信号的恒虚警率处理方法。本文 的研究内容主要有： 首先，对软件无线电体系以及数字中频技术进行了简要的概括，重点分析了带 通采样、数字下变频以及F I R 滤波器在中频信号采集处理中的应用以及设计实现 的原理；并且研究分析了针对航海雷达杂波信号特性的恒虚警率处理方法，并进 行了仿真； 其次，在一系列理论基础之上，先在M A T L A B 中对雷达中频信号进行了建模， 严格按照带通采样定理确定了采样
3、频率并对该信号进行了中频带通采样，并且经 过数字下变频变为I 、Q 两路信号，其中包括正交混频以及F I R 低通滤波，每一步 都给出了仿真波形图，验证了系统方案的可行性： 最后，在S D Z 6 0 5 实验平台提供的设备基础上，利用X i l i n x 公司的I S E 软件按 照系统设计中雷达信号处理的流程进行了F P G A 设计，主要包括A D 采集芯片的 时钟控制模块、数据的输入缓存模块以及数字下变频模块，并给出了各功能模块 在F P G A 中的具体的实现方法和试验的仿真结果，完成了系统的总体设计并验证 了其性能。 关键字：带通采样；数字下变频；F IR 滤波；C F A R
4、英文摘要 A B S T R A C T T h i st h e s i sr o o t sf r o mt h eb a s i cS c i & T e c hr e s e a r c h i n gp r o je c tn a m e d “t h e r e s e a r c ho fd i g i t a lp r o c e s s i n gm e t h o do fi n t e r m e d i a t e f r e q u e n c ys i g n a lf o rm a r i n e r a d a r s u p p o r t e db yt h
5、 eM i n i s t r yo fT r a n s p o r t T h et h e s i sm a i n l yr e s e a r c h e so nt h e a c q u i s i t i o na n dp r o c e s s i n gm e t h o do fi n t e r m e d i a t e f r e q u e n c ys i g n a l T h ea c q u i s i t i o n ， p r o c e s s i n g , d e t e c t i o na n dd i s p l a yo fs i g
6、n a la r ea l li m p o r t a n tp a r t si nt h es t u d y o fm a r i n e r a d a r W i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h ed i g i t a ls i g n a lp r o c e s s i n gt e c h n o l o g y , t h e r ea r e m o r ea n dm o r ea d v a n t a g e st op r o c e s st h er a d a rs i g n a l so ni
7、n t e r m e d i a t e f r e q u e n c yi nt h e d i 西t a lc i r c u i tt h a ni nt h ea n a l o g o u sc i r c u i t D i g i t a li n t e r m e d i a t e f r e q u e n c yt e c h n o l o g yi s t h ek e yt e c h n o l o g yt or e a l i z et h ef u n c t i o n S ot h i st h e s i s a p p l i e s t h
8、ed i g i t a l i n t e r m e d i a t e - f r e q u e n c yt e c h n o l o g yt ot h em a r i n er a d a rs i g n a l ，a n dd e s i g n sad i g i t a l s y s t e mt os a m p l ea n dp r e - p r o c e s st h eI Fs i g n a lo f m a r i n er a d a rb a s e do nF P G A T h i st h e s i si sb a s e do nt
9、h et h e o r yo fd i g i t a li n t e r m e d i a t e f r e q u e n c yt e c h n o l o g y , i t s t u d i e st h ed i g i t a ls a m p l i n gt h e o r y , d i g i t a ld o w nc o n v e r s i o nt h e o r ya n dc o n s t a n tf a l s e a l a r mr a t ep r o c e s s i n go ft h em a r i n er a d a r
10、s i g n a l T h em a i nr e s e a r c hc o n t e n t si nt h i s t h e s i sa r et h ef o l l o w i n g ： F i r s t l y , t h et h e s i ss u m m a r i z e st h es o f t w a r er a d i os y s t e ma n dd i g i t a li n t e r m e d i a t e f r e q u e n c yt e c h n o l o g y S e l e c t i v e l ya n
11、 a l y s e st h eb a n d - p a s ss a m p l i n gt h e o r y ，d i g i t a ld o w n c o n v e r s i o nt h e o r ya n dt h ed e s i g nt h e o r yo ft h eF I Rf i l t e r , e s p e c i a l l yt h ea p p l i c a t i o ni n t h er a d a rs i g n a ls a m p l i n ga n dp r o c e s s i n ga n dt h ed e s
12、 i g nm e t h o do ft h e s et h e o r i e s m e n t i o n e da b o v e B e s i d e s ，i ta l s oa n a l y s e st h eC A C F A Rm e t h o do ft h ec l u t t e ro f m a r i n er a d a r S e c o n d l y , am o d e l i n go fi n t e r m e d i a t e - f r e q u e n c ys i g n a li sm a d eo nt h ep l a
13、t f o r mo f M A T L A Ba n dt h es i g n a ls i m u l a t e di ss a m p l e da c c o r d i n gt ot h eB a n d p a s sS a m p l i n g T h e o r ym e n t i o n e da b o v e A f t e r w a r d s ，t h es a m p l e ds i g n a li sc o n v e r t e dt ot w oo r t h o g o n a l s i g n a l sc a l l e dIa n d
14、Qb yD D C T h es t e p so fD D C i n c l u d eo r t h o g o n a lf r e q u e n c ym i x i n g ， F I Rl o w - p a s sf i l t e r i n ga n de x t r a c t i n g A n dw i t h i ne a c hs t e p s ，t h ew a v ef o r ma f t e r s i m u l a t i o na r ed i s p l a y e di nt h i st h e s i si no r d e rt ov
15、e r i f yt h ep o s s i b i l i t yo ft h ed e s i g n e d s y s t e m 英文摘要 F i n a l l y , o nt h ee x p e r i m e n tp l a t f o r mo fS D Z 6 0 5 ，t h eF P G Ad e s i g no ft h es y s t e mi s m a d ea c c o r d i n gt ot h es i g n a lp r o c e s s i n gp r o c e d u r eu s i n gt h eI S Es o f
16、t w a r eo fX i l i n x I t c o n t a i n st h em o d u l et oc o n t r o lt h eA Dc o n v e r t e r , t h ei n p u tb u f f e rt om e m o r yt h ed a t a a n dt h eD D C m o d u l e B e s i d e s ，t h ei m p l e m e n tm e t h o da n dt h es i m u l a t i o nr e s u l t so ft h e f u n c t i o n a lm o d u l e si nF P G Aa r ed i s p l a y e di nt h i st h e s i sa n dt h eo v e r a l ld e s i g n sa r e c o m p l e t e da n dt h ec a p a b i l i t yi sv e r i f i
