基于FPGA的雷达脉冲信号生成器设计-论文

简介：
本文介绍了基于FPGA技术实现的雷达脉冲信号生成器的设计方案，详细探讨了硬件架构、逻辑电路及软件算法，并通过实验验证其性能。 在探讨基于FPGA的雷达脉冲信号发生器的设计之前，需要先了解雷达系统的基本工作原理及脉冲信号的特点。雷达通过发射电磁波并接收由目标反射回来的回波来探测物体的位置、速度及其他特性。雷达脉冲信号指的是高频电磁波以脉冲形式出现，在空间中周期性地从高电平突变至低电平再返回的过程。 现代电子对抗技术对雷达系统提出了更高的要求，需要处理多种类型的信号且性能需求日益提高。因此，设计出高性能的雷达脉冲信号发生器对于提升整个雷达系统的效能至关重要。 FPGA（现场可编程门阵列）是一种新型数字电子系统技术，它允许设计师通过软件编程在硬件上实现各种逻辑功能，具有设计周期短、易于实现实用性高和能够处理复杂任务等优点。这些特性使得FPGA广泛应用于雷达信号发生器的设计中。 在利用FPGA设计雷达脉冲信号发生器时，需要熟悉常见雷达脉冲信号的特性和参数，包括连续波（CW）脉冲、调频连续波（FMCW）脉冲和线性调频脉冲（LFM）。这些不同的脉冲类型有不同的重复频率、宽度及峰值功率等特性，并对探测距离分辨率与速度分辨率具有直接影响。 本段落提出的设计方案旨在克服传统雷达信号发生器只能产生单一类型的限制，通过采用FPGA技术同时生成多部非相参雷达视频信号。所谓非相参雷达信号是指各雷达之间不存在固定的相位关系，各自独立地发出不同的脉冲序列，在电子对抗环境中能更有效地迷惑对手。 伊志勇和刘雨的研究展示了一种新颖的设计思路：利用FPGA可以实现16个不同非相干雷达信号的同时输出。这种多通道设计极大地提高了对复杂战场环境的适应性和真实度测试的能力，满足了复杂的现代雷达信号处理需求。 该设计方案的核心优势在于其快速运行、简单的实施过程、紧凑体积和低成本特性。这些优点使得设备能够迅速切换不同的工作模式以模拟实际战斗中的变化；简化的设计流程有利于加快产品开发周期；较小的尺寸便于携带与部署；低廉的成本为科研及实用应用提供了可能。 基于FPGA设计的雷达脉冲信号发生器充分展示了该技术在信号生成领域的强大潜力，提供给雷达工程师一种高效、经济且性能卓越的选择。随着电子技术和FPGA的进步，未来的雷达脉冲信号发生器将具备更强的功能和更高的效率，为推动雷达技术创新做出贡献。