【摘 要】
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脉冲型超宽带穿墙雷达的回波信号带宽极宽,数字化接收机的采样率必须达到GHz量级以上才能正确接收,这对模数转换器件和数据采集系统的设计提出了更高的要求,目前脉冲超宽带信
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脉冲型超宽带穿墙雷达的回波信号带宽极宽,数字化接收机的采样率必须达到GHz量级以上才能正确接收,这对模数转换器件和数据采集系统的设计提出了更高的要求,目前脉冲超宽带信号的模数转换只能采用等效采样技术实现。本文针对伪随机采样的脉冲超宽带雷达回波信号的数据采集、传输及上位机显控等问题进行了研究,设计和实现了一种用于脉冲超宽带穿墙雷达回波信号的数据采集系统。主要完成的工作如下: 1、信号采集系统方案设计。根据脉冲超宽带雷达回波信号采集系统要完成的功能,对系统进行划分,分为以FPGA为平台的数据采集端,以ARM为平台的数据传输端,以及基于PC的上位机显控端,并确定各个部分的实现方式与硬件平台。 2、设计与实现了基于FPGA的伪随机等效采样算法。用Verilog对FPGA进行编程,通过模块化的编程方式,编程实现了对外部同步时钟芯片以及AD芯片的控制,并且实现了伪随机等效采样算法,能够实现对纳秒级雷达回波信号的采集与还原,等效采样率达到10GS/s。 3、利用ARM设计与实现了网络传输协议。分析了TCP/IP通信结构,根据实现网络通信所需的协议,编程实现了包括UDP、ARP、IP、ICMP协议在内的一系列网络通信协议,实现了接收数据与控制字符的网络传输。 4、设计与实现了用于脉冲超宽带穿墙雷达的上位机软件。研究了后向投影算法,根据脉冲超宽带雷达系统性的需求,通过VC与MATLAB混合编程的方式,设计了上位机显控界面,使其完成控制采集回波信号,通过网络接收采集数据,将采集数据经过后向投影算法处理成像并且显示的功能。 5、系统的测试与联调。将回波信号采集系统与雷达系统中的其它模块进行联调,通过实际设置测试场景获得实验数据,并将数据处理结果通过上位机进行显示,证实了信号采集系统的功能。
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