基于虚拟仪器技术的雷达信号模拟器设计
图6(a)中的Nl5640R Config ADC和NI5640R Config DAC是用于在FPGA芯片上设置A/D和D/A转换功能的程序模块,这两个模块是PCl-5640R特有的,只需对其参数遴行配置即可。图6(b)中数据是通过FIFO送入Memory中,再通过计算Memory 的地址,寻址读取数据,再送到Transfer Processing这个FIFO中。图6(c)是将数据从这个FIFO中读取,再转换成 14位数送入AO0口。
2.3实验结果
实验以生成较具代表性的单载频矩形脉冲信号、线性调频信号并添加杂波信号来检验模拟器的信号生成功能。
(1 )单载频矩形脉冲信号
单载频矩形脉冲信号是一种载频为fo,脉冲宽度为TP的脉冲调制正弦信号,可表示为:
式中:Tr为脉冲重复周期;rect ( t/Tp,)为信号的归一化复包络。
(2)线性调频信号
线性调频信号可表示为:
式中:fo为中心频率;Tp,为脉冲宽度,Tr为脉冲重复周期;k=S/Tp为调频斜率;B为线性调频信号的带宽。
(3)杂波信号
这里模拟的是瑞利杂波,其幅度概率分布为瑞利分布,功率谱为高斯谱。
将以上数据叠加,得到混合波形数据。将混合波形数据通过 LabVIEW程序送到PCl-5610R中频卡。输出的波形如图7所示。
图7 混合波形图
混合波周期为500 uS,载波频率为65MHz,依次由脉宽为0.3 us的单载频脉冲,脉宽为6 uS的线性调频信号和所占时宽300 us的瑞利杂波组戚。
3结语
实验结果表明,用计算机结合NI 公司的PCI-5 640 R中频卡,配合Matlab仿真软件,能够根据需要产生较逼真的雷达模拟回波。该模拟器具有灵活性和稳定性的特点,可以根据需要产生信号、嗓声、杂波和干扰等;同时,由于板卡能够通过LabVIEW语言对卡内的FPGA编程来实现其功能,在修改参数重新对FPGA进行配置时,只需完成对应的软件编译,节省了芯片再配置的时间,而且LabVIEW丰富的图形控件为人机交互界面的设计与扩展节省了时间。本文旨在探萦模拟雷达回波信号的新途径,在信号的实时性方面尚未实现,由于FPGA可以以完全并行的方式进行运算,能够在一个时钟周期内完成大量计算;可以满足多目标模拟对高速运算的要求,所以在实现实时性上并不困难。
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