基于FPGA的机载二次雷达硬件系统

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1、电子科技大学硕士学位论文基于FPGA的机载二次雷达硬件系统姓名：陈永刚申请学位级别：硕士专业：信息与通信工程指导教师：彭启琮20041218电子利技大学硕士学位论文基于FPGA的机载二次雷达硬件系统摘要二次雷达(SecondarySurveillanceRadar)是民航空中管制(AirTrafficContr01)和军事敌我识别(IdentificationFriendorFoe)系统中的关键部分，由于这两个应用领域都要求很高的可靠性和稳定性，因此，二次雷达一直是国内外雷达信号处理领域的研究热点。传统的机载二次雷达应答器普遍采用中小规模集成电

2、路和分立元件设计，其稳定性和可靠性差，实时处理能力也很有限，无法完成高密度、大容量的应答。针对这些缺陷，本论文提出一种全新的应答数字信号处理器硬件结构，即FPGA+DSP的混合结构。这种硬件体系结构的特点是可靠性高，集成度高，通用性强，适于模块化设计，处理速度快，能实时处理多个应答信号，以及进行置信度分析和生成报表。此项目中，本文作者主要负责FPGA部分硬件设计。FPGA主要完成双通道数据采集、产生视频信号和旁瓣抑制信号、计算当前飞机相对本地接收天线的方位和距离、与DSP实时交换数据、上传报表等功能。论文详细分析了接收机信号处理算法在FPGA中

3、的硬件实现方案，在提高系统可靠性、坚固性以及FPGA资源的合理利用方面做了深入的探讨。同时给出不同层次关键模块的HDL实现及其时序仿真结果。关键词机载二次雷达FPGAVHDL电子科技大学硕士学位论文基于FPGA的机载二次雷达硬件系统ABSTRACTSecondarySurveillanceradar(ssR)isakeyequipmentinAirTrafficControl(ATC)andmilitaryIdentificationFriendorFoe(IFF)，Sinceveryhighreliabilityandstabilityisr

4、equiredinthesetwoareas．SSRisahotissueinRadarsignalprocessing．ThetraditionalSSRresponderscarriedbyairplanesaremostlYcomposedofmiddleorsmallsealedintegratedCircuits．whichhavepoorperformanceintheirstabilityandreliability．What’Smore，itcannotmeettherequirementsofhigh—densityandla

5、rgeamountrepliesbecauseofitslimitperformanceofrealtimeprocessingability．Ina11usiontothesedefects，thiSthesisprovidesanewkindofhardwarestructurewhichismadeupofFPGAandDSP．ThiShardwarestructurehasmuchstrongpoint，suchashighreliability，easilybeingintegrated，suitableformodulardesig

6、n，fastprocessing，capableofreal—timeprocessingmanyrepliesetC．InthiSproject，theauthorisresponsibleforthehardwaredesignofFPGA，whosefunctionsaregettingdatafromthedoublechannels，producingthesignalPSVandthesideloberestrainingsignalRSLS，calculatingtheorientationanddistanceoftheairp

7、lanecomparedtotheradarantenna，exchangingdatawithDSP，sendingbackthereporttotheupperboardetc．rhiSthesiSanalyzesthedigitalSignalprocessingalgorithmoftheresponderanditsrealizationindetail．Furthermore，itdiSCUSSeShowtoimprovethereliabilityandconsisteneyofthesystemandhowtomakeful1u

8、seoftheFPGAresources．Atthesametime，itgivestheHDLimplementationofkeymodu]esa