朱智勇[1]2001年在《基于GaAs集成的数字射频存储器及其相位校正》文中研究表明数字射频存储器（DRFM）是一种微波信号存储系统，它能够对输入的射频（RF）信号进行采样和存储，并根据控制指令进行信号重构。它已成为电子对抗系统中的关键组成部分，主要用于产生拖距干扰信号和假目标欺骗信号。 本文详细讨论了相位量化数字射频存储器的设计与实现。GaAs 集成的 A／D与D／A转换器、Si_ECL 电路以及RF微波器件在本系统中得到了应用。针对示样脉冲存储时出现的相位断裂问题，本文提出了两种实用的相位校正方案。对高速ECL 电路设计与调试中所遇到的问题，本文也作了详细地讨论。
李勇[2]2007年在《数字射频存储技术及其应用研究》文中认为雷达抗干扰技术的发展,对电子干扰设备的性能提出了更高的要求。数字射频存储器(DRFM)在存储雷达波形方面能够达到较高的保真度,实现了干扰信号与雷达信号相干,是现代电子干扰设备的重要组成部分。本文通过对DRFM基础理论的分析,研究了系统结构、量化位数和量化方式等对系统性能的影响,提出了提高系统性能的措施,并以此为基础,完成了基于CPLD器件为核心的3比特相位量化DRFM应用系统的设计。论文具体内容包括:第1章阐明了课题研究的目的和意义,以及国内外DRFM技术现状和DRFM的主要应用领域,为本文所进行的研究工作搭建了一个理论和技术背景。第2章对雷达对抗的发展历史进行了简单回顾,论证了雷达对抗的可行性,分析了雷达对抗的技术现状、现代雷达对抗环境信号特征和典型的信号环境数据,论证了现代雷达对抗环境对有源干扰设备性能的要求。第3章论证了雷达有源干扰设备频率引导的必要性,对微波储频环储频技术等七种频率引导技术的原理、结构特点和优缺点进行了分析,分析了各种频率引导技术存在的主要不足。第4章分析了DRFM的作用和工作原理,对比分析了四种系统结构的优缺点,重点对幅度量化和相位量化两种体制进行了详细分析,分析了两种量化方式的优缺点,为进行后续深入分析打下了理论基础。第5章研究分析了系统结构、量化位数和量化方式等对系统重要性能的影响,重点针对不同的系统结构和量化类型、位数等情况,详细对比分析了它们对瞬时带宽、动态范围、量化噪声、虚假信号功率和信号畸变等性能参数的影响,提出了估算这些参数大小的计算方法。第6章首先阐明了相干性概念,分析了相干性特点和对相干雷达的干扰需求,之后结合用3比特相位量化DRFM输出信号对雷达实施距离拖引干扰这一典型应用,重点分析了DRFM系统本振、采样时钟独立和共同作用下对输出信号相干性的影响,得出了提高输出信出号相干性的途径和措施,针对正弦信号相位量化所得数据周期性的特点,提出了输出信号相干性的校正技术,分析了相干性对干扰效果的影响。本章还对纯量化噪声、输入噪声以及时钟频率漂移和同步时钟抖动影响DRFM输出信号的信噪比的机理、特点和规律进行了详细分析,进行了相关的对比计算,总结了提高输出信号信噪比的措施。第7章阐述了基于CPLD器件作为核心的3比特相位量化DRFM的设计过程。主要针对具体的应用指标,结合本文已得到的分析结论,制定了系统方案、技术途径,明确了系统设计应主要考虑的关键技术,分析了模拟电路设计软件Altium Designer 6.0和数字电路设计软件ISE 8.2i的主要功能及优势,分析了系统时钟电路、模拟电路、数字电路以及芯片电源电路的实现方式。最后给出了本设计的测试结果以及系统仿真和测试波形。
张有涛[3]2005年在《DRFM用GaAs超高速ADC、DAC电路设计与实现》文中进行了进一步梳理数字射频存储器(DRFM)以高速采样和数字存储作为其技术基础,具有对射频和微波信号的存储及再现能力,为欺骗式干扰现代脉冲多普勒和脉内压缩等新体制雷达提供了有效手段,在现代电子战中有着广泛的应用前景。DRFM的关键参数是瞬时带宽(IBW),它由系统的ADC和DAC的工作带宽决定。但是传统的高精度、高速、宽带ADC、DAC的设计与制造难以实现,限制了DRFM的实用化。本文以用于3bit相位体制DRFM系统的超高速ADC、DAC单片集成电路为总体目标,基于信息产业部南京55所0.5um全离子注入MESFET工艺开展了适合于大规模集成的工艺流程、器件建模、电路设计、测试表征等各方面的研究工作。 从GaAs MESFET器件角度出发,阐述了器件模型的提取过程,提出了一种高效的遗传算法用于提取MESFET小信号等效电路参数。算法用Matlab语言实现,可快速搜索到全局最优解而不受初始值限制。在0.1GHz～10GHz范围内实现了精确、快速地提取GaAs MESFET小信号等效电路参数,并可合理外推至20GHz。研究了不同旁栅电极结构、不同旁栅电极取向对旁栅阈值特性的影响,并分析了旁栅闽值的光敏特性,为制定大规模数字集成电路版图设计规则的提供了可靠依据。 基于现有的工艺条件提出了适合于大规模集成的工艺流程,得到了现时条件下最优的阈值电压均匀性特性,设计适合ADC、DAC电路的MESFET及具有优良正向特性的二极管,最终形成版图设计规则,并讨论了版图绘制时需要重点考虑的问题。结合实际工艺线流片得到的MESFET阈值电压均匀性分布特性,利用蒙特卡罗分析对GaAs FLASH ADC的成品率以及关键参数的灵敏度进行了定性及定量的分析,从理论角度分析了ADC电路对工艺的要求,明确今后电路流片的工艺目标。 详细论述了用于DRFM系统的单片超高速GaAs 3bit相位DAC的设计、制造及测试。在南京电子器件研究所采用0.5um全离子注入GaAs MESFET工艺完成流片。分析并提出了相位体制DAC静态参数和动态参数的表征及测试方法。用时间非线性参数(TDNL和TINL)、幅度非线性参数(ADNL和AINL)以及相位非线性参数(PNL)来描述相位体制DAC的静态性能;用无杂散动态范围(SFDR)、近区谐波失真比(THD6)、有效工作带宽(EWB)、输出信号功率、输出信号幅度一致性来描述相位DAC的频域性能。结果显示其工作带宽大于等于1.5GHz,相位精度小于4%,谐波抑制可达16dBc以上。 详细论述了用于DRFM系统的单片超高速GaAs 3bit相位ADC的设计过程,并利用南京电子器件研究所0.5um全离子注入GaAs MESFET工艺实现。提出一套完全描述相位体制ADC性能的静念参数及动态参数。应用上述方法对该GaAs3bit相
凡守涛[4]2013年在《单脉冲气象雷达系统分析与设计》文中认为单脉冲气象雷达系统作为高空气象探测的主要设备，一直以来都在我国高空气象探测中发挥着重要的作用。然而，随着科技的发展，基于模拟信号处理方式的单脉冲气象雷达系统的探测精度已无法满足当前高空气象探测的要求，尤其是军事活动对精确高空气象信息的要求。近年来，高速数字电路技术和数字信号处理技术的飞速发展，为雷达数字中频接收提供了良好的基础，数字接收技术已成为雷达发展的必然趋势。本文紧密结合相关科研课题，对单脉冲气象雷达系统进行了深入研究，重点围绕地面雷达的叁通道射频接收分系统、信号处理分系统以及用于探空仪的新型印刷天线开展了相关的研究工作。作者的主要研究成果可概括为以下几方面：1.对叁通道射频接收分系统进行了深入的研究。首先对射频接收分系统的指标进行了分析与讨论，基于指标要求确定了完整的分系统方案。之后通过仿真软件对设计的方案进行了仿真分析，进一步验证了方案的可行性，并根据仿真结果对设计的方案进行了优化。最后对叁通道射频接收分系统进行了实物加工与测试。实测结果表明本文所设计的射频接收分系统具有噪声系数低、动态范围大以及通道隔离性能良好等优点，能够很好地满足单脉冲气象雷达系统的指标要求。2.对射频接收分系统的通道隔离和通道一致性问题进行了研究。将叁路射频接收通道进行分离式设计并分别放置在叁个独立的金属腔体中，结合对本振信号进行隔离放大的方法，极大地提高了射频接收通道的隔离度。在对叁路射频接收通道采用相同硬件设计的基础上，通过加入标校信号源，配合信号处理分系统完成通道间的幅相误差校正，消除了接收链路幅相误差对单脉冲测角的影响。测试结果表明，本文设计的方法能够很好地解决通道隔离和通道一致性问题。3.对信号处理分系统进行了研究。首先，基于信号处理分系统的功能需求，采用FPGA与DSP相结合的方式对信号处理分系统的硬件电路进行了系统的设计。然后，采用数字信号处理方法对分系统的功能进行了详细的分析与实现。雷达系统的实测结果表明采用数字信号处理技术有效地提高了系统的探测精度。4.结合单脉冲气象雷达系统中探空仪天线的应用背景和高空气象探测系统多频/宽带化的发展趋势，对用于探空仪的双频/宽带印刷天线进行了研究。首先，以基本印刷单极子天线为基础，分别利用加载缝隙和寄生单元的方式实现了两款具有双频和宽带特性的印刷单极子天线。然后，以探空仪对天线定向辐射的特殊需求为背景，设计了一款新型印刷环天线。通过在印刷辐射环内外两侧分别引入寄生谐振单元，构建了两个新的谐振频率，有效地展宽了天线的阻抗带宽。
刘忠[5]2006年在《基于DRFM的线性调频脉冲压缩雷达干扰新技术》文中研究表明新体制雷达一般都综合运用了多种抗干扰技术,特别是采用了脉内或脉间相干的信号波形,使与雷达发射波形不匹配的干扰信号不能得到相应的处理增益,显着降低了压制或者欺骗干扰的效果,对雷达干扰技术的研究提出了严峻的挑战。本文针对线性调频脉冲压缩雷达的干扰问题,在跟踪该领域的研究前沿和发展态势的基础上,深入研究了基于数字射频存储(DRFM)技术的多种干扰样式。论文首先系统地论述了DRFM的工作原理、基本结构以及国内外的应用现状和发展趋势;从理论上对其采样量化过程引起的寄生信号电平进行了分析,对寄生信号抑制的技术手段和方法进行了讨论;对本振、采样时钟及其频漂、量化电平对其相参性的影响进行了分析;对基于DRFM的干扰系统的工作原理和实现方法进行了深入研究。接着对线性调频脉冲压缩雷达的转发式移频干扰技术进行了深入讨论,通过理论分析找到了移频干扰中心频率发生偏移的特征,该特征为雷达抗移频干扰提供了潜在的可能,同时也可为干扰方如何更有效地使用移频干扰提供了理论指导。为了隐藏移频干扰特征,又提出了产生多个假目标、覆盖假目标的改进型移频干扰方法。提出了基于DRFM技术的间歇采样直接转发干扰样式,从理论上对该干扰样式的原理及其独有的欺骗兼压制的干扰效果进行了分析,给出了干扰机理的物理解释,重点研究了该技术中的关键参数对干扰效果的影响,研究表明:该干扰样式与传统的欺骗干扰不同,它并非直接对距离、速度或角度等信息进行调制实现对雷达的欺骗,而是巧妙地利用线性调频脉冲压缩雷达的脉内相干性对雷达进行攻击,使雷达同时受到多个逼真假目标干扰,因此,该干扰样式的提出为新体制雷达的干扰提供了新的思路。在间歇采样直接转发干扰技术的基础上,进一步提出了间歇采样循环转发干扰样式,包括重复转发和逐次循环转发两种算法形式,并分别分析了两种算法的干扰效果,分析结果表明:两种方式各有特点,它们在有效假目标分布范围、干扰工作比等方面有明显区别,但它们都可使线性调频脉冲压缩雷达产生更多数目的幅度较强的逼真假目标,通过调节干扰参数,可对真目标前后的假目标数目、幅度和相对位置进行调整,实现对假目标参数的间接调控,从而可以对雷达的搜索、跟踪都产生丰富多样的干扰效果。最后,介绍了基于DRFM的间歇采样转发干扰机样机系统的设计与实现,给出了关键模块和样机系统的部分测试结果,并对它们进行了分析。本文的研究成果,是对线性调频脉冲压缩雷达干扰样式的丰富和发展,能够直接为我军雷达干扰装备研制提供理论指导,因此具有重要的理论意义和实际应用价值。
严济鸿[6]2011年在《宽带相控阵雷达波束控制技术研究》文中研究指明宽带宽角工作是现代相控阵雷达的发展方向,而基于移相器的宽带相控阵雷达在进行宽角扫描时,由于渡越时间、孔径效应的影响,使得收发信号不能有效地同相合成,难以实现期望的波束形成和波束指向控制。在数字基带用数字延时技术,或在射频用光纤延迟线,取代传统相控阵雷达的移相器,是相控阵雷达实现宽带宽角扫描的两种有效手段,易于实现宽带相控阵雷达的波束形成和波束指向控制。光控相控阵雷达是将光实时延迟、光纤传输技术应用到相控阵中,在子阵上采用光实时延时线可以减小渡越时间、孔径效应的影响,使传统相控阵雷达实现宽带宽角扫描的难题得以解决。而光纤传输链路分配灵活、重量轻、体积小;抗电磁干扰;光纤的带宽很大、衰减很小,便于雷达信号的远程传输。数字阵列雷达是一种收、发都采用数字技术的全数字化相控阵雷达,能够在数字域实现幅相加权,并通过基带数字延时实现波束指向控制,数字阵雷达容易实现低旁瓣、多波束多目标处理、自适应抗干扰、宽带宽角扫描等功能,当数字阵列雷达的发射信号和接收信号采用宽带信号时,称为宽带数字阵列雷达。本论文研究工作针对光控相控阵雷达、宽带数字阵雷达波束指向控制技术展开,在光控相控阵雷达的构架、OTTD的设计与实现、宽带数字阵雷达T/R组件以及数字均衡和数字延时算法实现等方面进行了深入的研究。本文主要工作和贡献如下:1、研究了L波段光控相控阵雷达技术。设计了L波段光控相控阵雷达方案,给出了其数学模型,分析了光控相控阵对孔径效应的改善;在国内首次设计实现了L波段基于磁光开关的OTTD,并在国内首次用外场试验证明了光控相控阵雷达宽带宽角工作是有效可行的。2、研究了毫米波光控相控阵雷达技术。在前人工作基础上,完善了基于可调谐激光器和光子晶体光纤的色散延时毫米波光控相控阵完整方案;提出了基于中频延时和中频移相的毫米波光控相控阵实现方案,仿真试验证明了提出方法的有效性。3、研究了串馈型光控相控阵雷达技术。优化了基于可调谐激光器和布拉格光栅的串馈型光控相控阵雷达实现方法。建立了串馈型光控相控阵雷达分别工作在发射模式和接收模式的数学模型,仿真结果表明串馈型光控相控阵雷达易于实现相控阵雷达的宽带宽角扫描。4、研究了宽带数字阵通道均衡理论及高效实现方法。研究了通道均衡的频域算法,讨论并仿真分析了影响通道均衡效果的主要因素,提出了一种在FPGA中实现宽带均衡与DDC融合的高效实现方法,仿真和硬件测试结果证明了这种结构的有效性。5、研究了宽带数字阵雷达中的T/R组件及波形产生。运用DDWS技术产生宽带数字波形;分析了DAC时钟抖动对波形性能的影响;设计了Farrow结构分数时延滤波器,并在FPAG中实现了分数延时,测试结果证明这种滤波器结构的正确可行性;最后设计实现了一个S波段宽带数字T/R组件验证模块。本文研究了宽带相控阵雷达波束控制的相关新技术,在光控相控阵雷达和宽带数字阵雷达领域做了较为深入的研究,研究结果为今后宽带相控阵雷达的系统设计和实现提供了一定的理论依据和实践参考。
包飞[7]2006年在《DRFM系统研究》文中研究表明数字射频存储器(DRFM)是一种微波信号存储系统，用于实现射频信号存储及转发功能。数字射频存储器通过对接收到的射频信号进行高速采样、存储、变换处理和重构，实现对信号捕获和保存的高速性、干扰技术的多样性和控制的灵活性。数字射频存储器已成为电子对抗系统中的关键组成部分。 本文首先对数字射频存储器各个部分的结构和原理进行了研究，对系统的多种性能指标进行了分析，并重点对减小寄生信号的方法和提高系统信号相干性这两个问题进行探讨。其次，使用Matlab的Simulink工具箱，针对文中所提出的减小寄生信号的方法进行了仿真，由仿真所得结果对提出方法所达到的效果进行了验证；最后，对由不同因素给系统带来的非相干性影响进行了定量计算并对如何提高系统的相干性进行了归纳总结。 本文所做的工作是数字射频存储器技术研究的基础，为今后的深入研究提供必要的理论和技术依据。
曹和[8]2010年在《8mm连续波多普勒近程探测系统的设计与实现》文中研究表明本文主要研究了8毫米连续波多普勒近程探测系统的设计与实现。根据8毫米波段多普勒近程探测系统的具体指标,重点开展了整个系统的软硬件分析,完成了系统总体方案设计及参数分析,包括：本振源、单平衡混频器、视频放大器、基于TMS320F2812 DSP信号处理模块、系统电源等关键技术,并提出了硬件上的改进方案。本文开展了8毫米连续波本振源的设计,根据系统的具体指标,采用了符合要求的体效应二极管作为振荡管,并完成了振荡源硬件电路的焊接与调试；本文采用ADS软件对单平衡混频器进行了设计及仿真,重点优化了单平衡混频器的各项参数指标,使其达到了系统的指标要求；根据系统的实际要求,基于TI公司的AD8671集成运算放大器完成了视频放大器的设计和调试,并利用protel软件完成了硬件电路图的绘制,使所设计的视频放大器在实际的调试中具有满足系统要求的增益等指标。本文利用TMS320F2812 DSP信号处理芯片设计完成了系统的数字信号处理模块,详细介绍了F2812 DSP芯片的内部硬件结构原理,重点开展了数字信号处理板的软件设计,给出了数字信号的处理流程,完成了回波信号的A／D采集和处理,提出了测量多普勒频率的算法框架,实现了多普勒信号的数字处理,从而实现了系统测速的功能。本文完成了系统软硬件的联试联调,实现了毫米波探测系统要求范围内的测速功能,并达到系统的指标要求,系统实验结果验证了本研究方案的可实现性。
杨国斌[9]2009年在《电离层综合探测系统总体设计及其关键技术研究》文中研究指明电离层作为信号反射、折射介质是随机参变信道,其特性随时空变化。随着微电子技术、高速信号处理技术、雷达技术和现代网络通信技术的迅猛发展,小型化、数字化、自动化和多功能化已成为电离层探测技术发展的必然趋势。从早期的模拟方式到数字方式,从单台单点探测走向多台组网大范围实时观测,且探测的自动化程度大幅度提高,获取的电离层特性参数也更加丰富、准确。利用网络通信技术进行电离层观测数据的传输与共享,可以实现对大范围电离层空间环境的实时监测与分析。利用电离层垂直探测、返回散射探测、斜向探测和环境噪声监测等技术手段,可以实现对电离层和电波环境的综合诊断和频谱管理,对空间天气学研究和国防建设具有重大意义。鉴于传统的电离层探测设备大都只能实现单一探测方式,因此在同一个系统硬件操作平台上实现垂测、斜向返回探测、斜测和复杂电磁环境频谱监测多种功能,形成一个电离层-电磁环境综合探测系统,能够克服原来单一的电离层探测设备功能少、覆盖范围有限,获取探测参数少的劣势,实现全方位、多参数地获取电离层特性、高频信道传播特性和电磁环境特性。本文从构建多功能电离层探测系统需求出发,从系统探测原理和关键技术入手,设计了一套基于测试仪器总线的电离层综合探测系统。该系统集电离层垂测、斜测、斜向返回探测和频谱监测于一体,对于丰富我国空间环境探测、发展电离层探测技术、研究高频信道特性、监测复杂电磁环境具有重要工程应用价值。本文的工作和研究成果主要有以下几个方面：1、首次提出了电离层综合探测系统的概念。该系统一机多能,通过分时操作可实现电离层垂直探测、斜测、斜向返回探测和电磁环境频谱监测,具有探测功能多、体积重量小、发射功率低、探测距离远、多普勒分辨能力强等优点。2、通过分析PXI总线在系统设计方面的优势,采用先进的虚拟仪器总线技术,在PXI总线的基础上构建了电离层综合探测系统。结合探测需求,分析了整机系统设计时需要考虑的一些关键问题,并依此设计了整机系统的技术指标参数。3、依据系统的设计要求详细分析了系统接收通道的设计原则,结合成熟的短波接收机设计技术和经验,实现了射频接收前端各部分的设计,所研制的模拟接收模块经测试,指标完全符合系统设计的要求。4、采用先进的数字电路设计技术研制了电离层综合探测系统的中频采集处理与控制模块。作为雷达系统的核心模块,它包含了雷达中频信号的数字化采集部分、雷达数据处理与时序主控制单元。特别是在控制和处理端,DSP&FPGA的嵌入式硬件架构可以实现强大的时序控制和数据处理能力,系统具备较高的稳定性和可升级性。5、搭建了基于PX工总线的GPS接收机模块的电离层综合探测系统斜测分系统；搭建了基于现有的高速射频采集模块的频谱监测硬件平台；设计了频谱监测的虚拟仪器程序架构。6、对电离层综合探测系统进行了功能性探测实验。利用不同的收发天线,在不同时间地点条件下,对系统的电离层探测功能进行了实验验证。探测实验结果表明,本文所研制的综合探测系统完全可实现电离层垂测、斜测和斜向返回探测。
参考文献：
[1]. 基于GaAs集成的数字射频存储器及其相位校正[D]. 朱智勇. 西安电子科技大学. 2001
[2]. 数字射频存储技术及其应用研究[D]. 李勇. 武汉理工大学. 2007
[3]. DRFM用GaAs超高速ADC、DAC电路设计与实现[D]. 张有涛. 中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）. 2005
[4]. 单脉冲气象雷达系统分析与设计[D]. 凡守涛. 西安电子科技大学. 2013
[5]. 基于DRFM的线性调频脉冲压缩雷达干扰新技术[D]. 刘忠. 国防科学技术大学. 2006
[6]. 宽带相控阵雷达波束控制技术研究[D]. 严济鸿. 电子科技大学. 2011
[7]. DRFM系统研究[D]. 包飞. 南京理工大学. 2006
[8]. 8mm连续波多普勒近程探测系统的设计与实现[D]. 曹和. 南京理工大学. 2010
[9]. 电离层综合探测系统总体设计及其关键技术研究[D]. 杨国斌. 武汉大学. 2009
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