FPGA发射波形采样与调制的雷达回波信号模拟(2)
2.2 多速率信号处理 6
2.2.1 整数倍抽取 6
2.2.2 整数倍内插 7
2.3 数字正交上变频（DUC）和下变频（DDC） 8
3 雷达回波模拟器的设计 10
3.1 雷达回波模拟器的整体介绍 10
3.2 回波信号产生电路FPGA外围电路设计 12
3.2.1 时钟提供模块 12
3.2.2 A/D采样电路的设计 13
3.2.3 DAC3484电路的设计 14
3.2.4 芯片配置电路的设计 16
3.3 FPGA程序设计 18
3.3.1 正交数字下变频的设计 18
3.3.2 多普勒频移模块的设置 21
3.3.3 延迟模块的设计 23
3.3.4 千兆网口模块的设计 23
3.4 雷达回波信号模拟器总控界面设计 26
3.4.1 MFC的简单介绍 26
3.4.2 本系统中的上位机程序 26
4 雷达回波信号模拟器的测试验证 28
4.1 延时的测试验证 28
4.1.1 单散射点目标延时的测试验证 28
4.1.2 多散射点目标延时的测试验证 29
4.1.3 用线性调频脉冲信号验证延时 33
4.2 多普勒频率的测试验证 34
结论 37
致谢 38
参考文献 39
1 绪论
1.1 论文的研究背景
雷达（Radar）的英文翻译是Radio Detection and Ranging，即“无线电探测与测距”的意思，即用无线电的方法发现目标并且测量确定他们的空间位置[23]。近年以来，为了更高效的、更准确的得到敌对方的信息，以获得先机，各个国家对雷达系统的研制和改进也越来越投入。雷达的功能不再仅仅局限在要测量目标的相位、距离、方位、速度等状态参数，还包括了对武器的引信制导和控制[2]。
现代雷达系统发展的方向越来越复杂深入，所以对雷达的整体以及各个子系统的调试和检测变得越来越困难繁琐，仅仅依靠传统的性能测试方法，很难全方位地评估雷达的性能[2]。因为传统地在外场进行调试和检测需要消耗很多人力、物力和财力，成本及其昂贵，而且非常容易受极端气象的影响而延长了雷达整体调试检测和研制周期，无法满足整个雷达系统的研制进程。而且研制雷达系统需要测试该系统在各种复杂目标和环境下的处理性能，一般情况下可以说是不能实现的[2]。因此设计雷达回波模拟器成为测试一个新的雷达系统的必要阶段。采用雷达回波模拟技术，可以有效地减少新雷达系统的研制周期，减少雷达验证测试成本和新雷达使用时需要的培训成本。雷达模拟系统总的就是通过软件或者硬件来建立一套雷达系统的模型，用来模拟雷达的工作过程和雷达系统工作时相应阶段的雷达回波信号[24]。模拟的对象有目标、干扰、噪声以及杂波，用来验测雷达的探测目标的能力及抵抗干扰等性能。
近年对雷达回波模拟器的需求量变得越来越大。它可以根据显示控制界面软件设置的来模拟雷达回波信号的幅度、相位，并且可以根据要求加入噪声和干扰信号，从而尽多地模拟现实环境，来完成雷达系统研制、调制和检测。雷达信号模拟器也可以自身设计一个环境，模拟需要被检测目标的运动，从而模拟现实的工作情况，这样可以减少雷达系统的整个研制和检测周期，也可以节约大量的人力、物力和财力。由此可以看出，研究雷达回波模拟器有着很高的经济上的价值和实际上的意义[3]。