雷达课程设计实验报告修改后的Word文件下载.docx

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王祥丽：

201522020741

李雯：

201522020764

李文持：

201522020755

一、实验项目名称：

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（NCO）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

六、实验原理：

方案总框图：

ADC

脉冲结果

DACfc

系统程序仿真图

（1）中频LFM信号产生过程：

LFM信号要求为T=24us，B=5MHz，f0=30MHz。

选择采样率为75MHz。

产生LMF的matlab代码如下：

mhz=1e6;

us=1e-6;

%-----------------------波形参数-----------------------------

fs=75*mhz;

f0=30*mhz;

B=5*mhz;

T=24*us;

%-----------------------波形计算------------------------------

K=B/T;

Ts=1/fs;

t=[0:

Ts:

T];

lfm_if=cos（2*pi*（f0-B/2）*t+pi*K*t.^2）;

N=length（lfm_if）;

地址计数器模块：

波形存储模块：

数据锁存器：

FIR滤波器模块：

顶层文件原理图：

（2）时钟产生

时钟产生

输入时钟选择25MHz，通过CLK核，产生75MHz的中频采样频率，和7.5MHz基带采样频率。

（3）数据产生与DA输出

通过matlab产生LFM波形数据，通过prf_pru模块来控制雷达脉冲发生，通过地址发生器addr_pru读取rom里存的波形。

通过控制DA输出。

数据产生与DA输出

（4）AD采样与锁存

AD采集进来，通过一个数据锁存器，让数据更加稳定。

数据锁存

（5）NCO中频数字接收机：

NCO模块：

（6）数字下变频混频

混频用两个乘法器，两个12bit数相乘，输出取14bit。

混频

（7）数字下变频FIR设计

混频后，用FIR滤波器滤波。

FIR滤波器设置，通带截止频率为10MHz，60阶。

滤波器

（8）基带信号抽取

抽取10倍，从75MHz采样变到7.5MHz采样。

基带信号抽取抽取

（9）脉冲压缩过程

脉冲压缩原理框图

基带脉冲压缩原理框图

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））

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8-7所示。

图8-1基带波形

图8-2基带频谱

图8-3混频后输出

图8-4下变频后滤波输出

图8-5滤波后抽取输出

图8-6解调后信号频谱

图8-7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

此图分别是DA产生的数据，AD采样的数据，AD采样经过锁存的数据。

以及nco产生的正余弦波。

FPGA产生的信号图之二

此图显示了，混频后信号，通过FIR后信号，通过抽取后信号的波形。

FPGA产生的信号图之三

此图显示了最终脉冲压缩的结果。

十、总结及心得体会：

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，减法器的应用，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。