大动态大带宽数字接收机设计实现

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1、·工程应用·航天电子对抗2016年第5期倡大动态大带宽数字接收机设计实现何勤（中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥２３００８８）摘要：大动态数字接收机是机场场面监视雷达的重要组成部分。论证了大动态、大带宽系统参数的选取，数字滤波器的MATLAB仿真设计，采用１６位模数转换器，大容量FPGA构建数字接收机平台，解决了大动态、大带宽采样及其数字下变频处理问题，并高速光纤传输数据，给出设计分析及测试结果，该结果表明，信噪比满足系统动态范围的要求。该电路相对于模拟接收机有较高的性能，为现代雷达提供了一种高性能的数字接收机的解决方案，具有广泛的应用前景。关键词：场面监

2、视雷达；数字下变频；FPGA；数字滤波器中图分类号：TN９７文献标识码：ADesignandimplementationofwidebanddynamicdigitalreceiverHeQin（No．３８ResearchInstituteofChinaElectronicTechnologyCorporation，Hefei２３００８８，Anhui，China）Abstract：ThehighdynamicdigitalreceiveristheimportantcomponentofSurfaceMovementRadar（SMR）．Theselectionof

3、highdynamic，widebandradarsystemoperatingparameterarediscussed．SimulationdesignofdigitalfilterwithMATLBsoftwarewhichuses１６‐bitanalogconvertorandlargecapacityFPGAtoresolvetheproblemofhighdynamic，widebandwidthrangeanddigitaldownconversion．Andthedatatransmissionwithhighspeedfibergivesthede

4、signanalysisandmeasurementresultthattheSNRmeetstherequirementofdynamicrangeforthesystem．Themodulehashigherperformancethananalogreceiver，whichprovidestheresolvingschemeofhighperformancedigitalreceiverformodernradar，andithaswidefutureap‐plication．Keywords：surfacemovementradar；digitaldown

5、conversion；FPGA；digitalfilter的动态范围以保证对各类目标回波的可靠处理检测。0引言作为接收系统的后端数字接收机部分主要完成对模拟机场SMR是一种监视机场场面目标状态的微波回波信号进行模数变换，并数字下变频到基带成IQ监视装备，能够检测机场场面区域内所有目标。它作正交信号再实时传输给信号处理，因此数字接收机也为民航机场提高机场运行效率的重要保障设施，全面要与接收通道匹配，满足大动态、大带宽的要求，本设覆盖机场场面区域。据国际民航组织ICAO相关标计作为项目需求而专门设计的一款数字接收机电路。准，机场SMR不仅具有检测机场活动区域（跑道和滑1

6、设计思路行道）运动、静止目标的能力，还需具有一定的非活动区域目标监视能力。它具有较高距离和方位分辨率，数字接收机采用直接中频采样加数字I、Q分离所以机场SMR采用大带宽信号和大水平尺寸的天线的A／D变换技术。与传统的模拟I／Q正交鉴相解调来实现距离和方位高分辨率，必然要求接收机具有大相比，中频采样具有很高的幅度平衡性和相位正交性，从频域分析，对输入回波镜像信号的抑制度可以做得倡基金项目：国家科技支撑计划（No．2011BAH24B05）很高，同时可以避免模拟解调中不可根本解决的直流收稿日期：2016－07－04；2016－09－07修回。作者简介：何勤（1966－）

7、，男，高工，主要研究方向为雷达数字化接温漂。直接中频采样的实现方式中具有数字内插和数收机。字混频滤波两种方式。数字内插难以达到较高的镜像—５２—·工程应用·何勤：大动态大带宽数字接收机设计实现２０１６，３２（５）抑制度，本系统中采用模数转换A／D加数字滤波的方信号带宽选定后，再看采样时钟，按照带通信号采式来实现。样定理，采样时钟必须大于信号带宽的两倍，即必须大该数字接收机模块（单路）的原理框图如图１所于１４０MHz。采用的模数转换AD芯片示。模块组成主要包括大动态模数转换器A／D和大ADC１６DV１６０最高采样率为１６０MSPS，所以取芯片容量FPGA。A／D采