李军华[1]2007年在《脉冲压缩线性调频测距系统信号处理技术研究》文中进行了进一步梳理线性调频脉冲信号是一种在现代雷达系统中应用最广泛的大时宽带宽积信号，其频谱宽度与脉冲宽度可以独立选取，从而得到较高的测距精度和测速精度。另外，由于它对多普勒效应不敏感，所以处理方便。论文研究了线性调频脉冲信号的特征及其数字压缩技术，进行了理论分析仿真。结合工程应用实际要求，考虑现代信号处理技术与器件发展，探索了信号产生及其工程实现等问题。基于数字技术的直接数字频率合成技术具有分辨率高、频率范围广、相位连续、调谐速度快以及调谐方便等优点。复杂可编程逻辑器件具有设计开发周期短、设计制造成本低、质量稳定以及实时检验等优点。它不仅可使设计的产品小型化、集成化和稳定可靠，而且还具有在系统或在芯片直接编程的能力，从而使电子系统的设计、开发、更新与维护变得更为方便。最后根据工程的需要，设计了基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)和直接数字频率合成技术(DDS)的线性调频脉冲信号发生器和基于正交解调技术的数字脉冲压缩处理器，完成系统的设计。利用ISE6.2b软件完成了ROM查找表和DDS模块的程序设计，并利用Modelsim软件对程序进行了仿真，验证了系统设计的正确性和可行性，表明该系统具有灵活性好和精度高的优点。
周艮[2]2012年在《基于FPGA的多模式信号源的研制》文中认为在电子对抗领域,多模式信号源既能用于模拟战场电磁环境,又能用于测试通信对抗设备的性能,发挥了重要作用。本课题基于软件无线电的思想,提出了一种多模式信号源的解决方案.。采用ARM+FPGA+QDUC的通用硬件平台,通过配置和编程产生AM、LSB、USB、FM模拟调制和FSK、PSK数字调制的通信信号,还能产生常规或线性调频的雷达信号,通常参数设置,系统工作在定频或跳频模式,整个系统具有硬件结构通用性和功能可编程性的特点。论文前半部分从理论的角度探讨多模式信号源所需的关键技术,包括直接数字合成技术、多模式信号调制技术、脉冲压缩技术、跳频技术等。首先详细分析了直接波形合成技术DDWS和DDFS的工作原理；然后提出了多模式调制技术的通用模型,将信号调制看作是一种信号空间变换的过程,从一种信号空间映射到另一种信号空间,即通过正交分解,将中频载波调制转化为基带矢量映射的工过程；最后阐述了LFM脉冲压缩技术的原理和跳频技术的主要性能指标。论文后半部分从工程设计的角度论述多模式信号源的具体实现方式。首先分析了多模式信号源预期的性能与指标,提出系统的整体设计方案,由PC端、ARM主控制单元、FPGA基带信号合成单元、正交上变频单元、存储器单元等五大部分组成,根据设计要求对各模块元器件进行选型及介绍,然后描述信号源系统的具体工作流程；然后重点论述FPGA信号产生单元的硬件结构及各功能模块的接口电路的设计方法,实现基带信号波形合成、通断时序控制、频率时序控制及参数设置等功能；论文最后说明了系统的软件实现过程,使用Verilog硬件描述语言在QuartusⅡ软件编译环境中采用对FPGA芯片编程,详细论述了FPGA芯片内各模块的逻辑设计流程。
王显跃[3]2007年在《基于信号完整性分析的超宽带雷达信号源研制》文中研究表明高距离分辨力(HRR)是雷达发展的重要方向，而距离分辨力和发射信号带宽成正比，要提高雷达的距离分辨力，就需要增大发射信号带宽。研制超宽带的雷达信号源成为高分辨力雷达系统研制的关键。随着信号带宽的增加，高速数字电路信号完整性的诸多问题凸现，雷达信号源的研制变得越来越困难。因此，研究高速数字电路信号完整性，研制超宽带雷达信号源，对发展高分辨力雷达有着重要的意义。本文围绕超宽带雷达信号源的研制工作，对主要的超宽带雷达信号及其产生技术作了比较分析；研究了信号完整性的理论以及工程上的实用技术如端接、串扰抑制、时序分析、电源分配系统设计等，提出了一种基于信号完整性仿真分析的高速数字系统设计方法。基于这种设计方法，成功研制了超宽带线性调频信号源以及用于信号源测试的地面检测设备。在研制过程中做了细致的信号完整性仿真分析，在生产之前确保了系统的性能。本文研制的信号源产生的线性调频信号带宽可达1.3GHz，各项指标都达到或者超过设计要求。在同样的硬件平台上，本文还实现了载频300MHz，带宽100MHz数字中频线性调频信号。实践证明，运用基于信号完整性仿真分析的设计方法，可以在设计阶段分析并解决信号完整性问题，确保了设计的可靠性，缩短了研发周期，降低了研发成本，在数字系统设计中广泛适用。
田新远[4]2004年在《合成孔径雷达中线性调频信号误差分析及其产生技术研究》文中研究说明合成孔径雷达在方位向对回波多普勒信号进行波束锐化，在距离向对发射的线性调频信号进行脉冲压缩，从而实现高分辨力的雷达图像。线性调频信号的质量直接影响合成孔径雷达的脉冲响应函数，从而影响雷达图像的质量，所以线性调频信号源的设计是合成孔径雷达系统设计中的关键环节之一。 论文首先简要介绍了合成孔径雷达的基本工作原理和线性调频信号的基本理论，并在传统成对回波理论的基础上较为系统地分析了线性调频信号的误差对合成孔径雷达脉冲响应函数的影响，对其关键指标—旁瓣电平、主瓣宽度和积分旁瓣比进行了计算机仿真，进而给出了脉冲响应函数旁瓣电平、主瓣宽度和积分旁瓣比与线性调频信号误差容限之间的理论量化关系式，为实际系统设计提供了理论参考。 而后论文研究了线性调频信号的传统产生技术和现代数字合成技术，提出了使用现场可编程逻辑器件(FPGA)的波形存储线性调频信号源的设计方案，并进行了硬件实现，给出实验验证结果和误差分析，最后在对方案和实验结果进行分析的基础上，给出了系统方案改进的一些建议。 实验结果表明，使用现场可编程逻辑器件(FPGA)的波形存储线性调频信号源是一种设计简单灵活、集成度和可靠性高、性价比高的多功能线性调频信号发生器，在信号带宽在40M以下时是一种较为实用的技术方案，该方案较一般的线性调频数字合成方法也具有一定的新颖性。
胡仕兵[5]2008年在《超宽带雷达脉冲压缩信号数字产生方法研究》文中提出超宽带(UWB)雷达是近年来兴起的一种新的雷达体制，它是雷达探测技术的主要发展方向之一，其研究和应用是雷达发展进程中一次质的飞跃。UWB雷达以其高距离分辨率、强穿透能力、低截获概率与强抗干扰性能在军事、民用等领域具有广泛而重要的应用前景，并得到人们日益关注。在UWB雷达技术的研究中，UWB雷达信号产生是一个关键且前沿的课题。本文以线性调频(LFM)信号为例，对UWB雷达脉冲压缩信号数字产生方法展开了系统而深入的研究。论文的主要工作和创新之处概括如下四大部分：1．全面研究了用于雷达LFM脉压信号数字产生的单数位产生方法、直接数字频率合成(DDFS)方法和直接数字波形合成(DDWS)方法以及用于扩展频带的正交调制方法和固态倍频方法的工作原理和误差来源，并对各种方法的性能进行了系统的理论分析和计算机数值仿真。该项研究结论明确了UWB-LFM雷达脉压信号数字产生系统设计和研制工作的重点和方向，且是UWB雷达脉压信号源得以实现的理论基础。2．研究了UWB雷达脉压信号数字产生系统误差来源及其影响问题。概括了UWB波形产生系统的各种误差来源，针对UWB波形系统的幅频和相频特性失真、UWB-LFM信号的时域畸变、LFM波形产生器的相位误差、LFM信号的调频非线性、LFM信号的相干性等问题分别建立了相应的数学模型，理论研究和计算机仿真分析了这些误差因素对产生信号性能的影响。该项研究成果为UWB雷达脉压信号产生系统的工程设计、性能分析、性能评估和性能优化提供了必要的理论依据和重要的经验参考。3．系统地研究了UWB-LFM雷达脉压信号产生系统失真的数字补偿问题。建立了比较完善的UWB波形产生系统模型，基于线性系统理论和数字产生方法的灵活性、可靠性，分析了波形产生系统失真的数字补偿原理和可行性。对数字基带产生电路失真、正交调制器非理想性和倍频系统误差的数字校正方法依次进行了深入的理论推导和分析，并作了计算机仿真验证。该数字校正方法预失真补偿精确，但需要精确地测量出UWB波形产生系统中各个关键环节的传输函数。4．研究了一种不需测量UWB雷达波形产生系统的传输函数而直接根据输出信号的失真情况对输入LFM信号进行时域数字预失真的校正方法，对该数字校正方法作了理论推导和计算机仿真验证。虽然该方法对产生信号失真情况的校正是近似的，但可以显著地改善输出信号的质量和性能，并能满足雷达系统的需求。该数字校正方法简单、方便，易于在工程实践中推广和应用。
薛备[6]2011年在《全数字宽带雷达信号产生技术研究》文中研究指明现代高科技战争对雷达信号产生器提出了越来越高的要求,要求它具有宽频带、高稳定、快速跳变和输出任意波形的能力。本文结合宽带雷达信号产生理论,对增大雷达信号带宽的各种方法进行分析,选取了宽脉冲内附加线性调频的方法,以扩展信号的频谱。提出了一种全数字宽带雷达信号产生技术,并结合DDS技术设计出一种基于高速并行DDS的新型宽带雷达波形产生器。这种新型全数字宽带雷达波形产生器用较低的工作时钟进行信号处理,经过多路合成后由高采样率的DAC输出信号。信号处理选用FPGA实现,高速DAC选择了ADI公司的AD9739系列芯片,通过硬件电路设计与系统软件的开发,完成了一个操作简便、性能良好的雷达波形产生系统。并对系统输出信号的时域、频域特性进行测试分析,昀后采集数据做脉冲压缩处理。综述本文的主要工作如下:(1)对宽带雷达信号的产生理论进行了阐述,主要论述了昀常用的宽带雷达信号——线性调频信号,并介绍了直接数字合成(D irect Digital Synthesis,简称DDS)产生线性调频信号的理论。(2)根据多速率信号处理中抽取和插值理论,提出了一种利用并行DDS产生宽带雷达信号的方法,该方法以较低的速率进行信号处理,以高速率完成信号输出。(3)设计了一种主要由FPGA和DAC组成的全数字宽带雷达波形产生器, FPGA为Virtex-5系列,DAC为AD9739。同时采用Matlab进行控制软件设计,可由PC直接控制波形的产生。(4)用MATLAB软件控制系统输出任意波形,并对输出信号的时域、频域特性进行测试分析,昀后采集线性调频信号数据做脉冲压缩处理。
李晓东[7]2008年在《基于SOPC的信号发生器设计》文中提出信号发生器的核心技术是频率合成技术,主要方法有:直接模拟频率合成、锁相环频率合成(PLL)、直接数字合成技术(DDS)。其中模拟频率直接合成技术的信号发生器电路复杂,缺乏灵活性、稳定性;PLL技术比较成熟,具有频率稳定度高、准确性好、价格低等特点,但输出信号频率只能以间隔步进调整;DDS是开环系统,无反馈环节,输出响应速度快,频率稳定度高。因此直接数字频率合成技术是目前频率合成的主要技术之一,其输出信号具有相对较大的带宽、快速的相位捷变、极细的相位分辨率和相位连续等优点,广泛应用于通信、雷达、导航等现代电子技术领域。目前国内基于DDS技术的信号发生器设计基本上都是采用国外专用DDS芯片进行的,实现一个系统往往需要额外的处理器进行控制。本课题在研究DDS原理的基础上,利用SOPC(可编程片上系统)技术,在一片FPGA芯片上实现了整个信号发生器的硬件集成,取得了以下主要成果:采用同步电路设计原则,在降低组合电路毛刺对系统影响的同时,也提高了系统的易调试性。课题还采用流水线技术对DDS信号合成模块进行了优化,模块实现阶段通过添加时序约束以及采用静态时序分析(STA)的验证技术,使得所设计的DDS频率合成模块工作频率达到了170Mhz。采用数字键控技术实现的调制模块,不但提高了数字基带信号的调制响应速度,还大大降低了系统硬件资源的开销。所设计的调制模块工作时钟达到182Mhz。利用固定频率载波对基带二进制信号进行键控调制,基带序列信号可以是随机二进制序列码,码速率范围为0~2Mbps。课题采用VHDL/Verilog混合编程仿真技术进行了系统设计。嵌入式信号发生系统通过了综合、时序仿真验证,并在Xilinx公司的XC4VFX12型FPGA芯片上进行了硬件验证。所设计的信号发生器,不但可以输出脉冲信号、频率可调的正(余)弦信号、数字噪声模拟等常用信号,还可以输出线性调频信号(LFM)以及AM调制、幅移键控调制ASK、频移键控调制FSK和幅度正交调制QAM等信号。
许小俊[8]2006年在《高速宽带数字线性调频信号源的硬件设计》文中研究说明本研究课题来源于山西省科技攻关项目，本论文中的信号源已经申请国家发明专利。该信号源集直接数字频率合成技术、锁相环技术和大规模集成电路技术为一体，通过采集参考频率源在锁相环路锁定时压控振荡器的控制电压信号，对控制电压信号进行学习和存储，然后高速输出压控振荡器的控制电压信号，可以获得高速调频、高线性度的线性调频信号。 压控振荡器电调特性(电压-频率特性)曲线的非线性直接影响着线性调频信号的线性度，而线性调频信号的线性度是决定整个电子系统性能的关键，因此必须对压控振荡器的电调特性进行线性校正。对压控振荡器电调特性曲线的线性校正，本文提出了一种全新的基于机器学习的校正方法。 本文首先对线性调频信号产生技术和频率合成技术进行了回顾，然后对当今应用比较广泛的频率合成技术：直接数字频率合成技术和锁相环技术分别从原理上进行了详细的分析，并在MATLAB的Simulink仿真环境下对它们进行建模，仿真。接着本文介绍了机器学习的理论基础，提出本信号源的实现方案及性能要求，对系统实现的主要器件进行了选
姜行果[9]2007年在《基于DDS的线性调频雷达波形发生器的设计与实现》文中提出随着现代数字技术和超大规模集成电路技术的发展，数字波形合成方法已成为现代雷达系统普遍采用的波形合成方式。数字系统对环境因素不敏感，生成的波形具有严格的相干性和可重复性，尤其突出的是通过改变系统时钟和电路设置能够方便地实现波形的捷变，满足了现代电子战环境中对雷达抗干扰和强生存能力的迫切要求。在数字波形产生技术中，直接数字频率合成(DDS)技术凭其众多优点，已经在军事和民用领域得到了广泛应用，通过基于DDS的各种波形产生技术，可以实现任意波形的雷达信号产生。本文首先介绍了雷达的基本工作原理和线性调频信号的基本理论，展示了DDS技术的优越性。在对DDS进行理论和性能分析之后，根据某雷达发射系统的总体要求，将现场可编程器件(FPGA)与DDS技术相结合，成功研制出线性调频雷达波形发生器。文章最后对该系统进行了测试和分析，各项技术指标完全达到了系统总体设计要求。本文完成的工作有：1．对DDST工作原理、输出信号频谱及杂散分布规律进行了分析讨论，并分析了几种杂散抑制方法。2．根据总体对波形发生器的功能要求、时序要求和接口要求，完成了对雷达接收系统中波形发生器的方案设计。3．完成基于FPGA的波形发生器控制模块的VHDL编程和设计仿真。4．基于FPGA和DDS技术，完成了波形发生器硬件原理图设计、PCB设计制作及PCB板的调试。5．对线性调频脉冲信号进行了全面的测试分析，完成了波形发生器调试。分析了线性调频信号的脉压特性和加权处理。接着对线性调频的误差特性进行了分析，信号幅度误差和相位误差分别存在时对产生信号脉冲压缩结果的性能影响进行了仿真分析；正交调制及解调误差对信号波形及脉压特性的影响。
熊跃军[10]2003年在《C波段宽带信号产生技术研究》文中进行了进一步梳理宽带信号产生技术是现代雷达设计中的一项关键技术。本文以xxx C波段目标特性测量雷达的研制为背景，从雷达信号基本理论出发，介绍了宽带信号产生方法，宽带信号产生系统性能分析，系统设计与实现技术以及系统性能改善措施。论文主要包括以下四部分： 第一部分主要介绍了雷达信号的基本理论、信号选取与产生方法。首先从雷达信号的基本理论出发，讨论了线性调频信号的特点；研究分析了线性调频信号的产生方法，以此为基础，确定了本文的宽带信号产生系统的实现方案。 第二部分主要是宽带信号产生系统的性能分析，在这部分里详细分析了各组成部分对系统性能的影响程度，为宽带信号产生系统的设计给出了理论依据。 第三部分在理论分析的基础上对宽带信号产生系统的设计和实现技术进行研究，成功研制出了带宽为500MHZ的C波段宽带信号产生系统。 第四部分是对宽带信号产生系统进行预失真分析与系统测试。针对该宽带信号产生系统存在的诸多失真环节以及系统的可预失真校正功能，提出了有效的预失真校正方法。最后通过系统测试，该C波段宽带信号产生系统达到了预期的效果。 除此之外，本文还总结了宽带信号产生系统工程实现中遇到的一些实际问题及解决办法，讨论了对系统进一步完善的措施。
参考文献：
[1]. 脉冲压缩线性调频测距系统信号处理技术研究[D]. 李军华. 南京理工大学. 2007
[2]. 基于FPGA的多模式信号源的研制[D]. 周艮. 武汉理工大学. 2012
[3]. 基于信号完整性分析的超宽带雷达信号源研制[D]. 王显跃. 中国科学院研究生院（电子学研究所）. 2007
[4]. 合成孔径雷达中线性调频信号误差分析及其产生技术研究[D]. 田新远. 中国科学院研究生院（电子学研究所）. 2004
[5]. 超宽带雷达脉冲压缩信号数字产生方法研究[D]. 胡仕兵. 电子科技大学. 2008
[6]. 全数字宽带雷达信号产生技术研究[D]. 薛备. 国防科学技术大学. 2011
[7]. 基于SOPC的信号发生器设计[D]. 李晓东. 北京理工大学. 2008
[8]. 高速宽带数字线性调频信号源的硬件设计[D]. 许小俊. 太原理工大学. 2006
[9]. 基于DDS的线性调频雷达波形发生器的设计与实现[D]. 姜行果. 中国科学院研究生院（电子学研究所）. 2007
[10]. C波段宽带信号产生技术研究[D]. 熊跃军. 国防科学技术大学. 2003
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