宽带线性调频信号的产生及FPGA实现(2)

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在高分辨率的成像雷达中，合成孔径雷达（SAR）成像和经典的逆合成孔径雷达（ISAR）成像是基于线性调频信号基础上分析的。现代成像雷达得到的非常高的横向分辨率是通过产生雷达和目标之间的相对运动的巨大的有效孔径得到的，发送和接收的雷达信号都具有大的时间带宽的积，满足线性调频信号的频谱特性，尤其是当时宽带宽积越大时，使用固定相定理方法处理，会得到简单容易和准确的结果。

与此之外，线性调频chirp信号在个域网技术开始发展以后，已经成为通信的大规模应用。例如，线性调频信号在水声通信中有很大的应用，其调制手段可以在频域里分离水声的多径信号，即使在传输通过多路径覆盖期间，自相关接收装置可以同时能不受外来电平干扰，切实降低相邻脉冲之间造成的干扰，并要求只有相干解调的解调，不需要多设备参与；在散射通信中，对流层散射通信是以一种非均匀度在对流层中，实现“看不见”的通信；而且如果该通信形成严重衰落，最主要的原因就是由多径散射和传输损耗大造成的。分离多径技术是一种快衰落克服多样性含蓄的方式。该技术的关键，是不同的信号延迟分隔为每个分支，其中有一个窄的相关峰信号；此外，在军事通信中,扩频通信是通信最重要的反对抗技术手段。而线性调频信号恰好具有扩频作用和窄的相关峰。

1.2 国内外研究现状及工程实现

1.2.1国内外研究现状

1.2.2 工程实现

工程上的实现主要是对线性调频chrip信号的脉冲压缩过程。脉冲压缩过程是指s（t）和h（t）相卷积。对于离散chirp，该过程是通过脉冲 - 回波离散序列s（n）和脉冲响应序列h（n）的卷积来完成的。该滤波器的输出：（s(t)为接收的信号，h（t）为匹配滤波器的脉冲响应）（1.1）

此为时域卷积法实现线性调频信号的数字式脉冲压缩。文献综述

根据傅里叶函数的相关公式可知，s（t）*h（t）等同于S（w）H(w)。此公式可用于在频域中实现FFT和IFFT。这称作是频域法实现线性调频信号的数字式脉冲压缩。频率作用域数字脉冲，它的工作原理是将接收到的信号s（t）通过FFT变成S（w），然后将S（w）和脉冲相应的傅里叶变换H（W）相乘，最终求逆变换取得数字式脉冲压缩的预期结果y（n），由下式表示：

频域快速卷积法的原理图如图1.2所示：
频域脉冲压缩原理框图

图1.2 频域脉冲压缩原理框图

1.3 论文的主要工作

本课题需要产生信号带宽30MHz，信号时宽100us，占空比10%，中心频率60MHz的线性调频信号，通过采用FPGA（EP3SE110F115214）+高速DAC（AD9736）的硬件架构来产生线性调频信号，重点研究了线性调频信号产生的FPGA实现方法及FPGA程序设计，利用ALTERA公司的FPGA产生线性调频chirp信号。通过本课题研究主要掌握基于FPGA的复杂数字系统设计方法及硬件描述语言。通过开展宽带线性调频信号产生与FPGA实现课题的研究，进一步巩固已学的基础理论知识和专业知识，培养分析问题、利用已学知识解决实际问题的能力和实践动手能力，同时具备一定的从事科研工作能力。