电 子 科 技 大 学
雷达信号产生与处理实验课程设计
课程名称:雷达信号产生与处理的设计与验证
指导老师：姒强
小组成员：
学院：信息与通信
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
学院
一、实验项目名称： 雷达信号产生与处理的设计与验证课程设计
二、实验目的：
1. 熟悉QuartusII的开发、调试、测试
2. LFM中频信号产生与接收的实现
3. LFM脉冲压缩处理的实现
三、实验内容：
1.输出一路中频LFM信号：T=24us，B=5MHz，f0=30MHz
2.构造中频数字接收机（DDC）对上述信号接收
3.输出接收机的基带LFM信号，采样率7.5MHz
4.输出脉冲压缩结果
四、实验要求：
1.波形产生DAC时钟自行确定
2.接收机ADC采样时钟自行确定
3.波形产生
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
及相应参数自行确定
4.接收机方案及相应参数自行确定
五、实验环境、工具：
MATLAB软件、QuartusII软件、软件仿真、计算机
6、实验原理：
方案总框图：
系统顶层模块图
（1）matlab产生LFM信号
LFM信号要求为T=24us，B=5MHz，f0 =30MHz。选择采样率为45MHz。
产生LFM的matlab代码如下：
MHz=1e+6;
us=1e-6;
%-------------------------波形参数-----------------------------
fs=45*MHz;
f0=30*MHz;
B=5*MHz;
T=24*us;
Tb=72*us;
SupN=fs/7.5/MHz;
%-------------------------波形计算-----------------------------
K=B/T;
Ts=1/fs;
tsam=0:Ts:T;
LFM=sin((2*pi*(f0-B/2)*tsam+pi*K*tsam .^2));
LFM=[zeros(1,Tb/Ts) LFM zeros(1,Tb/Ts)];
N=length(LFM);
Fig=figure;
x_axis=(1:N)*Ts/us;
plot(x_axis,real(LFM),'r');
title('LFM原始波形');xlabel('时间(us)'); ylabel('归一化幅度');
zoom xon; grid on;
axis([min(x_axis) max(x_axis) -1.1 1.1]);
编写matlab程序将中频LFM信号画出来
图6-1 LFM信号原始波形
通过matlab将LFM原始波形量化成12位的数据，并生成保存为后缀.MIF的文件。
图6-2 LFM信号量化波形
（2）中频LFM信号产生过程
图6-3信号产生过程
地址计数器模块：通过输入时钟，地址自动加一，把波形存储模块中的数据进行寻址。
图6-4 地址计数器模块
波形存储模块：通过matlab生成LFM的波形数据数据，并把matlab生成的数据储存到波形储存模块中，即matlab生成的.MIF文件。
图6-4 波形存储模块
数据锁存器：起到缓存作用，对从波形模块中提取的数据起暂时存储的作用。
图6-5 数据锁存器
数据产生模块:连接地址计数器、波形存储模块、数据锁存器，之后数据锁存器的后面连接实验板的DAC就能得到我们需要的中频信号LFM。
图6-6 数据产生模块整体图
（3）AD采样与锁存
通过试验箱自带的ADC，将DAC输出的信号进行采样，AD数据采集进来，通过一个数据锁存器，使得数据在一个时钟来之前得到缓存。
图6-7 AD采样模块
(4) I,Q路信号生成
NCO存储模块：运用matlab生成正弦和余弦信号数据，并存储在该模块里面
图6-8 NCO存储模块
I、Q路信号生成整体模块：通过正弦、余弦数据和AD采样的数据相乘，分别得到I、Q两路信号。
图6-9 I、Q路信号生成整体模块
（5）低通滤波器
低通滤波器将I、Q路的和频分量即高频分量滤除，保留差频分量，以获得基带信号。
图6-10低通滤波器模块
（6）六倍抽取模块
信号再经过六倍抽取
图6-11六倍抽取模块
（7）实现匹配滤波器的卷积FIR滤波器模块
I、Q路进行匹配滤波
图6-12实现匹配滤波器的卷积FIR滤波器模块
（8）运算模块
通过平方运算、加法运算和开方运算得到最后的脉冲压缩输出，脉冲压缩计算过程如下图
图6-13实现运算过程框图
图6-14运算各模块
（9）时钟配置
利用QUARTUS自带的免费IP核，配置我们需要的时钟。系统输入的时钟为10MHZ，通过配置各个模块所需的时钟与系统时钟比例，DAC为6:1，ADC和NCO为9:2，匹配滤波器为3:4,所以DAC时钟是60MHz,ADC和NCO时钟是45MHz,匹配滤波器是7.5MHz。
图6-15时钟配置模块PLL
（10）脉冲压缩
对信号匹配滤波进行脉冲压缩。Matlab代码如下：
%----------------脉冲压缩
PC_FILTER = conj(lfm);
PCOUT=conv(lfm,PC_FILTER);
Fig=figure;
plot(real(PCOUT))
Fig=figure;
plot(imag(PCOUT))
SHOW=abs(PCOUT);
SHOW=SHOW./max(SHOW);
7、实验步骤：
1、FPGA程序设计
2、FPGA程序时序仿真
3、FPGA程序下载、测试(SignalTapII在线逻辑分析)
8、实验数据及结果分析：
Matlab仿真输出如下图8-1到8-4所示。
图8-1 LFM原始波形
图8-2 LFM信号频谱
图8-3 LFM信号量化波形
图8-4 脉冲压缩结果
在FPGA上调试输出结果如下图所示。
FPGA产生信号图之一
此图是在SignalTap II上实时输出的数据，分别是I路信号、Q路信号、经过低通滤波器的I路信号、经过低通滤波器的Q路信号。
FPGA产生的信号图之二
此图显示的数据分别为最终的脉冲压缩信号、经过匹配滤波器输出的I、Q路信号以及经过加法和平方之后的数据输出，输出都符合设计要求。
九、
总结
初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf
及
心得体会
决胜全面小康心得体会学党史心得下载党史学习心得下载军训心得免费下载党史学习心得下载
：
通过本次课程设计，了解了QuartusII的开发、调试、测试，并明白了LFM信号的数字实现和仿真，实现了LFM中频信号产生与接收。掌握了数据率变换的原理，掌握了模块PRF产生器，地址产生器，波形数据库，数据锁存器，FIR_LPF模块的原理应用。掌握了加法器，平方器和开方器的应用，模块的连接及相关引脚的设置都需要认真的设置，否则都会对实验结果产生影响。
浙公网安备 33021202002483