【摘 要】
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相控阵雷达系统以电扫描取代了传统雷达的机械扫描方式,实现了无惯性扫描,具备波束调度灵活、覆盖空域大、可以搜索跟踪多个目标等优势。另一方面,当今雷达系统正朝着小型化方向发展,设备内部空间有限,对雷达各分系统提出了小型化、高集成、易扩展等要求。波控系统作为相控阵雷达的重要组成部分,在提升系统性能、优化实现方法等方面仍有较大的提升空间。本文的研究工作主要分为三部分内容:一是基于FPGA的波控系统实现方案
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相控阵雷达系统以电扫描取代了传统雷达的机械扫描方式,实现了无惯性扫描,具备波束调度灵活、覆盖空域大、可以搜索跟踪多个目标等优势。另一方面,当今雷达系统正朝着小型化方向发展,设备内部空间有限,对雷达各分系统提出了小型化、高集成、易扩展等要求。波控系统作为相控阵雷达的重要组成部分,在提升系统性能、优化实现方法等方面仍有较大的提升空间。本文的研究工作主要分为三部分内容:一是基于FPGA的波控系统实现方案;二是基于ZYNQ平台的波控系统改进方案;三是波控系统性能测试。针对小型化相控阵雷达波控系统的性能指标要求,结合常见波控系统的设计结构,对其系统特点进行总结,完成了波控系统总体设计、硬件选型和软件流程的设计、编程与调试工作。基于FPGA的波控系统实现部分包括系统指标论证、硬件选型、工作模式设计,对系统软件模块设计与实现进行了详细阐述;基于ZYNQ的平台的波控系统改进部分包括系统在PS端和PL端的分工、实现及交互,并对利用ZYNQ平台实现波控功能的优势进行了总结。另外,本论文还对系统进行模块验证和与波控系统相关的雷达总体性能测试,结果表明,波控系统内部通信质量良好,与波控密切相关的一些雷达前端的性能指标,例如发射/接收方向图的质量、波束指向的精准度等性能均能满足前端系统要求。基于FPGA的波控系统实现方案具有开发速度快、并行实现的优点,而基于ZYNQ平台的设计在此基础上对波控系统的算法实现、功能验证和系统设计方面加以改进,为相控阵雷达波控系统的设计与实现提供了一种新方案,两者都具有实际应用价值及研究意义。
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