【摘 要】
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随着电子技术的快速发展,无线电电子对抗系统作为现代战争中一种侦察和干扰战场中电磁信息的电子武器,具有十分重要的军事意义。而在传统模拟架构下,雷达射频前端无法满足未来系统的宽带化、集成化和软件定义等发展需求。FPGA数字射频收发机基于软件无线电思想,利用FPGA所集成的高速收发器实现全数字收发处理,具有集成化、功耗低和软件可编程等优势。本文设计与验证了一种面向电子对抗的FPGA数字射频收发机,工作频
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随着电子技术的快速发展,无线电电子对抗系统作为现代战争中一种侦察和干扰战场中电磁信息的电子武器,具有十分重要的军事意义。而在传统模拟架构下,雷达射频前端无法满足未来系统的宽带化、集成化和软件定义等发展需求。FPGA数字射频收发机基于软件无线电思想,利用FPGA所集成的高速收发器实现全数字收发处理,具有集成化、功耗低和软件可编程等优势。本文设计与验证了一种面向电子对抗的FPGA数字射频收发机,工作频率范围达到2.7～5.2GHz,接收动态范围>15d B,输出指标ACLR<-35d Bc,基于单个FPGA芯片实现对雷达信号的接收侦查与转发干扰功能。本文讲述FPGA数字射频收发机与传统收发机的区别,并介绍数字收发机中数字信号处理技术。给出数字收发机的设计方案,并在Matlab进行系统仿真,通过Vivado完成工程实现,最后通过上板测试数字收发机的功能与性能。本文主要的工作总结如下:1、研究FPGA数字射频收发机在电子对抗领域的应用,基于高速收发器实现对雷达LFM信号的接收。分析对于雷达LFM信号的不同参考信号PWM调制的接收效果,改进使用参考为地的接收方式,利用高速收发器实现信号的射频采样。2、实现数字收发机对接收后信号的频率测量与解调功能。设计了频率测量、数字下变频和降采样等模块,其中频率测量模块结构简易,降采样模块有效地节省了DSP资源,实现了接收侦察和基带解调功能。3、数字收发机利用接收解调的基带信号通过发射调制实现射频转发功能。采用DFT-PWM调制模块并分析LFM信号在DFT-PWM调制中映射比例的编码效果,改进调制映射点与待调制信号的映射比例关系,提高了射频转发输出的指标性能,主信号功率约有3d B的提高。4、完成数字收发机的仿真与实验测试。通过Matlab软件进行数字收发机系统仿真,初步验证其效果。最后在FPGA平台完成实现和测试,分析实验结果,并指出本设计与其他雷达收发机架构相比下的优势,验证了FPGA数字射频收发机的可行性。
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