基于fpga的通信信号处理的设计与实现

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1、目录硕士论文6总结⋯⋯．．．．．．．．．．．．．⋯⋯．．．．．．．．．．．．⋯⋯．．．．．⋯⋯．．．．．．．．．．．⋯．．．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．⋯⋯．．．．．．．．．．．．52致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。53参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．54VI硕士论文基于FPGA的通信信号处理的设计与实现1绪论1．1研究背景与意义现代战争条件下，各国越来越重视弹道导弹的研制。至上世纪末，就有34个国家和地区装备了弹道导弹，仅我国临边就有10多个国家和

2、地区拥有或者即将有用中程以上的弹道导弹，这严重威胁了我国的国家安全⋯。严峻的现实要求我们必须加强对导弹防御系统的研究。导弹防御体系是融合了传感器、指挥、控制、通信及拦截等系统的复杂体系。跟踪制导雷达则是其中的重要组成部分，它对来袭目标探测、跟踪、识别，对拦截导弹进行全程控制以达到摧毁来袭目标的目的。制导雷达性能的优劣很大程度上决定了导弹防御系统的成败。制导雷达将检测到的敌方目标的实时信息以实时通信的方式与自身发射用于摧毁敌方目标的导弹进行信息交换，通过指令控制，达到摧毁目标的目的。制导雷达工作步骤主要有以下三步t(1)根据回波信号获得

3、敌方目标距离、速度、方位角、俯仰角信息(2)通过与自身发射的导弹实时通信获取导弹的实时信息(3)通过相关指令控制导弹飞行轨迹，最终摧毁敌方目标【2，3】。现代战争是一场高技术的电子战，通信已经成为其重要的组成部分。传统通信系统面临着复杂的电磁干扰环境和多样的电子对抗技术的巨大挑战。为了解决这一问题，扩频通信技术应运而生。所谓扩频通信即扩展频谱通信。扩频通信技术在发端采用扩频码调制，使信号所占的频带宽度远大于所传信息必须的带宽，在收端采用相同的扩频码进行相关解调来解扩以恢复所传信息数据【4J。扩频技术具有以下特点【5J：(1)抗干扰能力

4、强将扩频通信系统的频谱展宽，同时调高处理增益，系统的抗干扰性能也会大大提升。扩频系统针对无论是单(多)频载波信号的干扰，还是伪随机调制信号的干扰，再或者是脉冲正弦信号的干扰，能通过提高输出信噪比从而抑制干扰。扩频技术在对抗敌方人为干扰方面有着突出的效果。由于信号的频带被展宽若干倍，那么就需要干扰的频带更宽。当总功率一定时，可以发现其干扰强度明显降低。另外，接收端的检测采用的是扩频序列自相关方式。那么，鉴于扩频码的自相关特性，只要检测不出正确的序列顺序，干扰就能被很好的抑制。扩频通信最突出的优点即抗干扰性能强。(2)保密性好由于信号的频

5、带被扩展了若干倍，那么信号的功率谱密度就会很低。所以，采用含有扩频技术的系统，当信道噪声和热噪声影响时，可在很低的信号功率谱密度上通信。信号被噪声所掩饰，检测到信号的概率将会大大降低。所以，扩频信号具低截获特性，可以实现通信隐蔽。具有很好的保密性能是扩频通信技术另一大优点。(3)可进行多址通信11绪论硕士论文扩频通信系统中采用伪随机序列进行扩频。在实际的通信系统中，码分多址通信技术就是将不同的伪随机码分配给不同的用户作为地址码。(4)抗多径干扰无线电通信的短波、超短波、微波和光波受到大量各种类型的多径干扰的影响。在扩频通信中，可以通过

6、排除干扰或者变害为利的方式解决这个问题。利用扩频序列的相关特性，在接收端可以从多径信号中提出和分离出最强的有用信号。随着电子对抗技术的发展，扩频技术由于突出的强干扰能力与保密特性被广泛的采纳运用。近年来，电子对抗、侦察和突防技术飞速发展，军事对抗中制导雷达系统的作用也越来越大。为了提高制导雷达系统的作战能力，现在对制导雷达要求能够在大的作战空域内同时制导多枚导弹、拦截多个目标，并且还对具备高保密性和干扰抑制性能等方面的能力有了更高的要求。制导雷达通信信号处理系统中，通信信号的发送、接收与信息的正确恢复问题至关重要。本课题就是对制导雷达

7、系统中的通信信号处理在FPGA上的设计与实现问题进行研究。1．2制导雷达的发展历史与趋势鉴于制导雷达在军事对抗中越来越重要的地位，近年来很多国家都对其投入大量人力物力进行研究，这使得制导雷达的技术蓬勃发展。精确制导技术是制导雷达的关键技术。所以精确制导技术也是制导雷达研究的关键问题。精确制导技术是指利用自身获取目标区域的相关信息；探测、识别、跟踪目标；最后引导导弹飞向目标的制导技术I6

8、。近年来涌现出许多精确制导技术，包括：电视制导，红外制导，毫米波制导，光纤制导等。电视制导是指电视摄像机捕捉、识别、锁定目标，然后由弹上相关设备形成控

9、制指令来引导导弹飞向目标的一种制导技术。电视制导采用了可见光反射的原理，利用目标反射的可见光不受电磁波的干扰的特点，所以电视制导方式具有高分辨率与高制导精度。但电视制导技术受限于天气情况，只有当白天和能见度较高时才能很好