宽带雷达接收机数字下变频技术研究

数字下变频（Digital Down Conversion,DDC）是宽带雷达中频接收机的关键技术之一,传统DDC实现方法在现有FPGA上无法满足带宽和滤波器精度对硬件资源的要求.针对这一问题,提出了一种数字下变频结构优化方法,给出了分布算法实现FIR滤波器的结构,研制出了一种最优化免混频数字下变频器,并已经成功应用于某宽带雷达系统.     

基于射频采样宽带数字阵列雷达波束形成

宽带数字波束形成技术是宽带数字阵列雷达系统的核心关键技术。然而目前的宽带数字波束形成方法大都存在计算量大、针对特定信号、工程实现复杂等缺点。结合宽带数字阵列雷达的特点与当前先进数字信号处理器件的特性,研究了一种基于射频直接采样的宽带数字波束形成方法。该方法具有计算量小、适用性好、具有较高工程可实现性等特点。计算仿真结果验证了该方法的有效性,并分析了信号带宽、ADC采样速率、采样率带宽比等参数对该方法性能的影响。     

一种中频采样模块的设计及其在数字接收机中的应用

基于AD6644设计了一个中频采样模块，分别用于一种脉冲编码调制／调频遥测数字接收机和一种宽带雷达数字接收机中，实验结果证明两种数字接收机均能正确地解调信号，达到了预定指标。     

模拟与数字芯片

正GSPS性能标准的数据转换器AD9680是双通道、1.25V、14位、1GSPS ADC,具有优异的噪声和动态范围性能,支持通信、仪器仪表和军事/航空航天领域的直接RF采样应用。AD9680设计用于高达2GHz的宽带模拟信号采样,并具有额定带宽范围内的优异动态范围和噪声性能。该转换器进行1GHz输入转换时,可实现80dBc无杂散动态范围(SFDR)性能和61.5dBFS信噪比(SNR),同时每通道总功耗为1.65W。集成功能包括数字信号处理模     

基于FPGA的数字中频接收机设计与实现

近年来雷达行业提出了软件雷达的概念,数字技术在雷达中的广泛应用已成为一种必然趋势。现代雷达系统对接收机提出了更高的要求,数字接收机技术已成为实现高精度宽带雷达接收系统的一种有效途径。研究了数字接收机的相关理论和技术,介绍了数字下变频,数控振荡器、级联积分梳状滤波器和抽取。给出了一种基于FPGA的数字中频接收机实现方案,进行了分析和仿真,给出了测试结果。     

一种宽带数字化雷达正交解调接收机的设计与实现

描述了一种高效的雷达宽带正交接收机的全数字设计方法,给出了设计条件。并基于FPGA采用此方法实现了八路雷达信号实时正交解调接收的设计。最后对系统性能进行了测试,并与软件解调结果进行了对比,验证了设计的正确性。     

宽带数字接收机的研究及实现

针对雷达侦察接收机带宽较大,处理速度成为后续数字信号处理的瓶颈,提出一种基于多相结构的宽带数字信道化接收机设计方案,通过信道化降低后续信号处理速度.提高信号的频率分辨率并节省硬件资源.模块仿真测试结果表明该方案可行且实用.     

宽带数字接收机的研究及实现

针对雷达侦察接收机带宽较大,处理速度成为后续数字信号处理的瓶颈,提出一种基于多相结构的宽带数字信道化接收机设计方案,通过信道化降低后续信号处理速度,提高信号的频率分辨率并节省硬件资源。模块仿真测试结果表明该方案可行且实用。     

基于射频采样的宽带DAR实时处理系统

针对某数字阵列雷达具有射频采样和包含宽带信号的特点,分析了宽带数字波束形成实现方法,设计了宽带信号的实时处理平台,并对平台进行了功能验证.处理平台采用CPCI总线结构,所设计的FPGA阵列处理板实时完成宽带信号的数字波束形成,DSP阵列信号处理板进行高分辨特征提取和成像,采用多通道光纤传输实现板间数据的高速实时交互.该信号处理平台具有可扩展、可重构的特点,可实现用户在同一硬件平台上通过开发不同的应用软件来适应不同功能的需求.     

宽带数字接收机AGC设计方法分析

分析了宽带数字接收机AGC设计所需考虑的问题及相关因素,提出了宽带数字接收机AGC设计的通用方法,解决了接收机的瞬时动态范围压缩和发生阻塞干扰的矛盾,为宽带数字接收机在复杂拥挤的外界电磁信号环境下正常使用提供了保证。从工程实现的角度介绍了各AGC模块的组成、特点和性能。理论分析和工程实践均验证了该方案的有效性和实用性。     

机场天气雷达双通道数字中频处理系统的实现

机场天气雷达要求能够从复杂的天气环境中识别不同的天气状况以保障航空飞行安全,其接收机大动态以及抗噪性能设计对雷达至关重要。在分析模数转换器（ADC）对雷达中频接收机动态范围制约的基础上,根据中频带通采样和数字下变频的原理,实现了基于现场可编程门阵列的双通道ADC采样数字中频处理系统,并给出了系统的设计原理、方法以及测试结果。通过对双通道ADC采样的数字中频处理系统的实现,能够很好地提高天气雷达接收机的动态范围,并应用于机场多普勒天气雷达数字中频接收机。     

基于AD8347直接正交变频接收机的设计

该文通过分析目前广泛应用的雷达接收机的性能,介绍了一种直接正交下变频的雷达接收机的硬件实现方案。该方案采用ADI公司的直接正交解调器AD8347作为接收机下变频混频器,以模数转换器芯片AD7729作正交I/Q双通道数据采集,应用XILINX公司的spartan3系列FPGA作为综合控制并将采集后的I/Q双路通道数据通过USB总线上传到计算机做数据处理。系统以穿墙雷达为测试背景,通过实际硬件的调试,各个模块功能良好,可作为通用的零中频雷达接收机平台。     

基于多相分解的直接宽带雷达信号产生技术

介绍了一种基于高速数模转换的直接宽带雷达信号产生方法,该方法采用信号的多相分解技术直接数字产生宽带线性调频信号,并经过均衡、滤波、上变频等电路最终实现X波段带宽为1.3 GHz的宽带雷达信号。该技术的应用大大改善了信号幅相特性及杂散性能,提高了信号的相位线性度及脉间杂散,使得雷达成像性能和动态范围得到极大的提升。研制出的宽带信号产生系统已被成功应用于某X波段宽带相控阵雷达上。     

基于高速交换网络的软件化宽带数字阵列处理架构

针对宽带数字阵列雷达系统的特点,提出了一种以高速路由交换网络与高速点对点数据传输网络为基础的标准化、模块化、可扩展和可重构的软件化通用宽带数字阵列处理架构,并结合某宽带数字阵列雷达系统的实际需要,详细论述了系统的组成、控制信息和海量数据传输的方式、相关功能实现方案和实测验证结果。该系统实现方案可以有效地提高宽带数字阵列雷达系统软硬件协同开发效率,便于新技术快速应用以及雷达系统功能性能的灵活扩展和提升。     

基于分数时延的宽带数字阵列波束形成

对于宽带数字阵列雷达,传统的波束形成方法会导致天线波束扫描不准和主瓣展宽,为此需要使用时延补偿单元取代传统窄带相控阵中的移相单元。为实现宽带数字阵列各阵元传输时延的精确补偿,引入分数时延滤波器。通过对一种分数时延滤波器设计方法及宽带数字阵波束形成原理的分析,提出针对有载波宽带雷达信号的接收波束形成实现结构。仿真结果表明了该方法的有效性,与传统波束形成方法相比,其性能与理想延时更接近。     

9.6Gsps 10bit 宽带雷达接收机设计与实现

交叉采样是提升雷达接收机采样率的有效方法,但该方法会引入通道失配,通道失配将严重降低系统的性能。本文首先介绍基于OpenVPX平台的四通道交叉采样宽带雷达接收机的硬件设计;其次对采集系统通道失配误差及其估计方法进行分析;最后针对传统的通道失配校正方法耗费大量时间的问题,提出一种在线校正系统通道失配的方法,该方法提高了通道失配校正的效率。测试结果表明,该设计可实现以采样率9.6Gsps、精度10bit对频带为1GHz~4GHz的中频信号直接采集,能够满足宽带雷达接收机脉冲压缩处理的要求,已成功应用于某宽带雷达。      

基于启发式蚁群算法的高保真信号重构

在当前的雷达射频半实物仿真系统应用中,有源干扰信号和雷达目标回波信号的模拟主要通过宽带数字射频存储技术(DRFM)实现。随着雷达瞬时工作带宽和捷变频范围的增大,如何实现对超宽带雷达信号的高保真重构是实际工程中面临的重要难题。文中基于启发式蚁群算法,结合数字信道化思想,实现了在现有有限的硬件平台基础上,对超宽带雷达信号的高精度重构。最后,通过仿真和实验验证了该方法的有效性。     

宽带宽角数字阵列雷达发射波束形成技术

在大扫描角的情况下,大孔径相控阵采用移相方法发射不出去宽带高分辨波形。宽带相控阵波束形成通常采用模拟时延单元,但它的量化误差及硬件的高代价阻碍了进一步应用。在基于子阵划分和发射为线性调频信号的前提下,提出了宽带数字阵列雷达发射波束形成方法,同时给出了几种实现框图并对性能进行分析。最后,计算机仿真结果证实了给出的几种宽带数字阵列雷达发射波束形成方法具有易于实现和良好的性能。     

宽带PCSF雷达信号频率合成器的设计与实现

基于脉内相位编码脉间频率步进（PCSF）雷达信号的特点,提出了利用复杂可编程逻辑器件、直接数字频率合成器（DDS）和锁相环倍频器产生任意PCSF雷达信号的方法,并实际构造了一个宽带、低噪声的S波段PCSF信号源。利用该方法可以实现对输出信号相位的精确控制,通过选择DDS输出信号的频率范围可以减少带内的杂散分量。测试结果表明：该频率源在320 MHz带宽内的无杂散动态范围为62 dBc,相位噪声为-110 dBc/Hz@1 kHz。