基于FPGA的相控阵雷达波束控制系统设计

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1、分类号：!盟鱼墨垦UDC：623．6编号：Q璺!Q垒鱼基于FPGA的相控阵雷达波束控制系统设计DESIGNOFPHASEDARRAYRADARBEAMSTEERJNGSYSTEMBASEDoNFPGA学位授予单位及代码：长鲞堡工太堂(!Q!璺鱼2学科专业名称及代码：信息量通信工程(Q璺!Q)研究方向：光通信丕统理论皇玉线通信技本申请学位级别：王堂硒±论文起止时间：2Q121Q鱼二2Q13112长春理工大学硕士(或博士)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士(或博士)学位论文，《基于FPGA的相控阵

2、雷达波束控制系统设计》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者虢拉雄年』月丝日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国

3、家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：摊2当L年旦月旦日导师签名：触d-i、．-摘要波束控制系统是相控阵雷达的不可或缺的一部分。波控系统的主要功能是控制相控阵天线波束的指向变化。本文首先介绍了波束控制系统的基本原理、组成以及基本功能，然后描述了几种常用的波束控制系统的实现方法，包括直接查表法、分布式运算法、主机集中运算法、多级混合运算法

4、。最后对比分析了几种方法的优点和缺点，确定使用直接查表法进行波控系统的设计。在此基础上结合工程实际需求，提出了波控系统的总体方案，并对波控系统设计中的关键技术进行了分析。论文重点是对波控系统中的子阵运算处理模块的设计，主要包括硬件电路设计和进行基于NiosII内核的片上系统开发。硬件电路设计中主要包括FPGA主芯片电路设计以及其他外围电路的设计。基于NiosII内核的片上系统开发主要包括对片上系统硬件的搭建和软件的设计。最后利用专门的波控系统测试平台对系统进行了测试，验证了此方案的可行性。把基于FPGA

5、的技术应用到相控阵雷达波控系统，可以实现相控阵雷达波控系统的模块化、智能化，具有一定的适性和推广价值。关键词：相控阵雷达，波束控制系统，查表法，现场可编程器件ABSTRACTBeamsteeringsystemisanimportantpartofphasedarrayradar．Themainfunctionofbeamsteeringsystemiscontrolthephasedarrayantennapointingvariation．Firstly，introducetheprinciples

6、ofbeamsteeringsystem、compositionandbasicfunction．Secondly，describeseveralcommonmethodsofbeamsteeringsystem，includingmethodofseekingtable，distributedalgorithms、centralizedmainframecomputingmethod、hybridcomputingmethod．Thirdly，compareofadvantagesanddisadva

7、ntagesofseveralmethods，determinetousemethodofseekingtableaccomplishthedesign．Combinedwithactualneedsofproject，proposedtheoverallprogramofbeamsteeringsystem，andanalyzedthekeytechnologies．Paperfocusesonthedesignofsub—arraysarithmeticprocessingmodule，includ

8、inghardwarecircuitdesignandSOPCdesignbasedonNiosIIembeddedprocessor．HardwarecircuitdesignincludedthecoreFPGAchipcircuitdesignandtheperipheralcircuitdesignetc．SOPCdesignbasedonNiosIIembeddedprocessorincludedhardwaredesignan