论文部分内容阅读
多目标测控与跟踪系统分为多目标的测控与多目标跟踪两大部分，主要用于开展对空中多目标包括飞行器、小卫星等进行测控、侦察与跟踪。该系统与国内传统的系统相比，具有较好的性能及系统结构简化等特点。数字下变频的主要作用是把数字中频信号变换为数字基带信号，而这一转变在多目标测控与跟踪系统中又是必不可少的一环，所以对数字下变频技术进行研究与设计有着重要的实用意义。论文设计了基于多目标测控与跟踪系统中的多通道数字下变频系统。主要研究基于FPGA（Field Programmable Gate Array）和专用集成电路（Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC）的两种多通道数字下变频实现方法，并设计了在同一个硬件平台上应用两种不同方法实现数字下变频的方案。论文的主要研究工作包括如下几个方面：首先，简要介绍了多目标测控与跟踪系统的研究意义和用途，软件无线电和数字下变频研究及发展现状；深入的研究了数字下变频的基本理论包括采样理论、多速率信号处理理论、数字正交变频理论及数字下变频系统的结构；着重研究了数字下变频关键技术中的数控振荡器以及抽取滤波器的原理及实现方法。其次，研究了多通道下变频的系统结构，该结构主要包括两个部分：射频到中频转换和数字下变频。设计并实现了多通道数字下变频的硬件平台，该硬件平台的设计主要包括电源模块、ADC采样模块、GC5016下变频模块、配置模块及FPGA控制模块。使用Altium Designer软件设计出各个模块的电路图和PCB板，并进行硬件电路的调试。硬件电路的实现为后面的方法实现奠定了基础。再次，分别给出了FPGA和GC5016实现多通道数字下变频两种方法的具体实现过程，其中基于FPGA的实现过程包括：使用QuartusⅡ软件编程结合调用IP核的方式对数控振荡器模块、混频器模块和抽取滤波器模块的进行设计，通过软硬件联合仿真验证数字下变频功能；基于GC5016芯片的实现过程包括：使用Matlab软件对GC5016芯片中抽取滤波器的进行设计，用单片机对GC5016进行配置，使用QuartusⅡ软件验证数字下变频功能。最后，对比两种不同方法的实验仿真结果，表明基于GC5016的方法在性能上优于FPGA，但灵活性不如FPGA。因此论文提出的方案既满足对性能要求较高的场合，也能适合性能相对要求较低的场合。