基于目标电磁散射特征的雷达回波信号实时模拟系统的研制

第１４卷第４期２００９年８月

文章编号：１００７－０２４９（２００９）０４—０１２４－０７

电路与系统学报

ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＩＲＣＵＩＴＳＡＮＤ

Ｖ０１．１４Ｎｏ．４

ＳＹＳＴＥＭＳ

Ａｕｇｕｓｔ，２００９

基于目标电磁散射特征的雷达回波信号实时模拟系统的研制。

王胜，

石志广，

范红旗

（国防科技大学电子科学与工程学院，湖南长沙４１００７３）

摘要。结合ＳＯＰＣ（ＳｙｓｔｅｍｏｎＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＣｈｉｐ）技术与虚拟仪器技术，采用能较真实地反映目标散射特征的三维多散射中心模型实时计算目标回波波形，实现了高分辨雷达接收系统反映目标散射特征及其动态变化的实时雷达信号回波模拟系统。重点介绍了基于目标电磁散射特征模拟的实时算法、模拟器的系统结构以及高速数模混合ＳＯＰＣ系统设计与实现的关键技术。ＳＯＰＣ系统采用Ｖ２ｐ４０，系统主频为３００ＭＨｚ可输出１２０ＭＨｚ以下的中频信号。

关键词ｔ片上系统：高分辨雷达；散射中心；虚拟仪器技术；实时雷达信号回波模拟；超大规模集成电路中图分类号ｔ

ＴＮ９５５＋．２

文献标识码ｔ

Ａ

１

引言

在高分辨雷达信号处理机系统的实时跟踪和识别算法研制中，需要对目标的ＲＣＳ特性、速度及加

速度变化、姿态角变化、目标振动所引起的回波幅度起伏、多普勒频移和微多普勒特征进行实时模拟。这就需要能够对目标瞬时电磁散射特性进行实时模拟的信号源，以满足高速雷达信号处理机系统的研制开发的需要。

雷达目标特征回波信号的实时模拟除了在信号处理机系统的研制中应用外，还在可应用在电子战中，采用实时的回波信号模拟技术可实现敌方雷达信号的实时同步模拟，经射频调制后可对敌方的雷达系统实施欺骗干扰。

本系统采用光学区雷达目标散射中心模型描述目标的电磁散射特征，并依此计算出目标回波信号的参数，采用ＶＬＳＩ技术实现目标回波的计算和生成，具有回波保真度高、计算量小和实时性强等特点。

雷达回波实时模拟器由通用系统主机和信号合成的片上系统扩展板组成。由于采用了超大规模可编程逻辑阵列，所有的数字逻辑和实时的计算功能均Ｉ妇ＦＰＧＡ实现，突破了传统硬件系统的限制，使系统具有最大限度的可扩充性。模拟器的控制软件系统采用了ＮＩ公司的可视化虚拟仪器软件开发系统Ｌａｂｖｉｅｗ，极大地提高了系统的开发效率。本文第２节介绍了基于散射中心模型仿真目标回波的模拟算法；第３节介绍了信号模拟器的系统结构；第４节对信号模拟所采用的ＳＯＰＣ的关键技术进行了论述；第５节给出了模拟器系统的功能指标；第６节为结束语。２

２．１

基于散射中心模型的目标回波模拟算法

算法模型

根据高频电磁散射理论，雷达目标在高频区的主要电磁散射能量可以等效为若干散射中心的作用。

目标的后向散射电场采用ＧＴＤ（Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ示为

．．

ＴｈｅｏｒｙｏｆＤｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）模型描述。ＧＴＤ模型的表达式可表

／．、‰

Ｅ驴，臼，ｙ）＝羔彳。ｐ，ｙ］ｆ≠Ｉ

ｍ＝ｌ

Ｐ州矿ｋⅧ，％“‰∞，血舢钿佃，），。（１）（２）

＼＿，０，，

令

‰（ｙ，Ｄ＝ｂｃｏｓｙｃｏｓＯ＋ｙ。，ｃｏｓｙｓｉｎＯ＋ｚ。ｓｉｎｙ

其中（只力是雷达视线方向，厶是第ｍ个散射中心在该方向上和中心频率石上的散射系数，‰，蜘，磊）

’收稿日期 ２００７－０１－１９修订Ｂ期：２００７ ０５ １７

第４期王胜等：基于目标电磁散射特征的雷达回波信号实时模拟系统的研制

是第ｍ个散射中心的空间位置，（ｆ／ｆｏｆ＇ｍ反映了该散射中心的散射强度随频率的变化关系，口。称为类型因子，它与散射中心的几何形状有关。采用超分辨和散射点相关算法可以通过暗室测量或电磁计算

数据建立目标的三维散射中心模型【１１２唧获取（１）式中的｛４，ｔ，％，‰，％，乙｝删．…肘各参数，由此可以计算

出目标在任意姿态和该频段内任意频率上的散射电磁场，从而进一步计算目标的回波信号形式。

在实时的信号合成时，首先根据实时场景的目标姿态角计算出散射中心在视线角方向上的投影‰，则在雷达接收机采用超外差式接收方式时，以单频脉冲信号为例，中频回波信号的表达式为：

（３）

洲＝兰吖州，＋伊剐儡ｅ叫州嘞嘞ｈ，ｃ陀ｃ彳竺生掣ｐ，＋小倒ｍ剐ｃ）

ｍ

＼

‘

／

这是接收机模拟信号的时域表达式。其中Ｚ为接收机的主振频率，厶为目标的多普勒频率，Ｒ为目标参考点与探测雷达间的距离。在目标与探测雷达之间的相对径向速度远小于光速时，此表达式可近似为：

㈨：兰ａｍｅａ＝（ｆ－ｆ。）／ｆ。ｒｅｃｆｆ竺竺萼堡出业ｐｎ加埘≯ｍ（，＋倒即¨，ｃ

ｒａ

（４）

＼

‘

／

在采用ＤＤＳ（Ｄｉｒｅｃｔ为：

Ｄｉｇｉｔａｌ

Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）直接数字合成方法实现信号模拟时，则离散的时域表达式

母（刀）：兰ａｍｅａ＝（ｆ－ｆ。）ｌｆ。ｒｅｃｔ（，Ａｔ－ｒ／２－２ｔ（Ｒｏ＋ｒ，，）／（ｃＡｔ）ｌＡｔ］ｅ，２ｍ（，＋厅一，Ｊ４Ｐ一，４ｚ（，＋后ｘ粕＋‰），ｃ

ｍ＝ｌ

＼

－ｇ

／

（５）

其中以＝ａｒｎｅａｍ（ｆ—ｆｏ）７ｆｏ为散射点回波幅度，ｅＪ２２（，嘞一，舭为发射信号的中频回波。

发射信号的形式可以根据具体的雷达系统的发射波形改变，在此以正弦信号为例进行讨论；

－ｊ４ｘ（ｆ＋力一Ｌ）（Ｒｏ＋％）为雷达中频回波信号的相位，频率项与相位项可合并记为见；

脚丁兰竺！生｜二型鱼二盆丛丝坐１为散射点回波信号的距离波门。（５）式即为：Ｌ／

ｆ

墨（刀）：兰ＡｍＤ，，ｒｅｃｔ（ｎＡｔ－ｒ／２－２１（争＋ｒ，，）／（ｃＡｔ）］Ａｔ．１

ｍ＝ｌ

＼

（６）

，，

相当于多个发射信号的延时相干叠加。（６）式中包含了幅度、频率、延时和相位四个独立分量，可由ＤＤＳ单元实时产生。具体的硬件结构见本文第３节，如图５所示。２．２回波信号ＤＤＳ单元信号的参数设计与误差分析

ＤＤＳ信号参数设计取决于雷达系统的设计参数，其主要参数包括：ＤＤＳ采样时钟频率、相位累加器位数、垂直分辨率、信号杂散以及信噪比。

首先，雷达系统中频接收的带宽决定了ＤＤＳ信号单元的采样频率的下限，采样频率正＞２Ｂ。为了使模拟器系统具有更大的通用性，本文采用的中频采样频率为３００ＭＨｚ，采用ＦＰＧＡ来实现高采样时钟取决于器件的速度等级，更重要的是算法结构的设计。

．

其次，在采样时钟频率确定后，雷达系统的速度分辨率指标决定ＤＤＳ回波单元的相位累加器位数。

若雷达系统的速度分辨率为ａｖ，则要求频率分辨率ａｆ＝兰竺厂；其中，为雷达发射信号频率。那么要

Ｃ

求ＤＤＳ单元的最小分辨率缈＜正／２Ⅳ，贝ＪＪＤＤＳ单元的位数Ｎ＞ｌ０９２Ｌ７∥；其中Ｚ为ＤＤＳ采样时钟。由于累

加器构成了信号流图中的环路，因此累加器的位宽可能成为限￥｜ＪＳＯＰＣ系统速度的一个瓶颈。

再次，ＤＤＳ回波信号的输出量化位数可综合雷达回波信号的垂直分辨率、杂散指标来确定，若ＤＤＳ单元的输出量化位数为召，Ⅳ为相位累加器位数，Ⅱ［ＩＪＤＤＳ的信号杂散指标为【６１

，，厂１，、］

ＳＰＵＲ＝２０Ｉ嘉‘叫万孚＂６（形一Ｂ）ｄＳ

（７）

１２６

电路与系统学报第１４卷

当两个指标均满足雷达系统的要求时，就可确定ＤＤＳ输出单元的量化位数。

当采用数字信号直接合成时，除了由于相位截断和幅度截断所引入的杂散效应以外，同时也引入了噪声，包括：一是量化噪声（包括采用定点实时算法时的计算误差）；二是采样时钟的抖动所引入的噪声。

对于量化误差，设最低位所表征的量化电平为４，则单个频率振荡器的量化噪声是方差为彳／１２，均值为０的白噪声。在采用硬件定点方式计算目标回波时，回波的量化误差的表达式可表示为

／吖

Ｍ

鸳（刀）＝４ｎａｘｌ∑舐以＋∑成蛾ｌ

＼ｍ。ｌ

朋５ｌ

、

（８）

／

其中缸＝ｍａ）【｛爿。Ｉｊ’成＝４，Ｉ／‰，成，巩均为模小于ｌ的数，根据中心极限定理，２Ｍ个频率振荡器

，、

的累加和的量化噪声是方差为＿－２Ｍ３ｍ“ｅ２（其中占∈（０，１））均值为。的复高斯分布的白噪声。

１２

．

由时钟周期的非均匀所引入的误差可以认为是加性噪声，若非均匀采样的循环周期为∥时，仃为时钟信号抖动相对于时钟周期的比率的方差，信号与噪声的功率比为【５１

Ｓ／Ｎ：

１２０＂‘（∥一ｌ切‘

则噪声的幅度为：

：！竺

：

（９）

场景设

运功参数计算校块

‰－２研√等珞

（１０）

对于完全由外部电磁环境所引起的随机过程，循

信号合成

环周期Ｆ阿认为无穷大。由（１０）式可以看出，噪声

幅度与信号幅度以及时钟抖动率成正比，抖动所引起的噪声与抖动和时钟周期的比率相关，当时钟的抖动均值为０。

季莸肾服板隰

置模块

鬻喜

图１实时雷达模拟器系统功能框图

量一定时，时钟频率越高，噪声也就越大。噪声与信号相关，其频谱是与信号频谱相近的色噪声，其

根据以上分析可知，由量化和计算所引入的噪声可以认为是白噪声，可以采用滤波的方法滤除。而由时钟抖动所引入的噪声是与信号带宽相同的色噪声，无法采用简单滤波的方法滤除。在高速的ＤＤＳ信号合成系统中，时钟的周期较短，抖动率的方差比较大，噪声的功率大。本模拟器系统的系统时钟采用高稳定的晶体振荡器，并根据高速时钟电路设计规范，采用差分传输方式设计高频时钟网络，减小了信号间的串扰以及地弹和振铃。３

３．１

模拟器的系统结构

系统总体结构

为了适应高分辨雷达的实时信号处理系统的研制要求，实现与目标和雷达相对位置和速度以及导

弹与目标的瞬时相对姿态相关的实时雷达信号模拟，实时信号模拟器的硬件结构由两部分组成：一是通用计算机主机，二是信号合成扩展板。实时模拟器系统功能模块包括：场景设置模块、运动参数计算模块、杂波生成模块、数据传输及控制模块和实时信号合成模块。其中场景设置模块和目标的６自由度仿真计算模块由系统主机完成；实时信号生成模块、杂波生成模块以及Ｄ／Ａ转换是硬件信号合成扩展板的主要功能模块；数据传输和控制模块由系统主机的设备驱动程序以及扩展板的接口电路组成。

通用计算机主机采用ＬＡＢＶＩＥＷ虚拟仪器开发系统，可以很方便地实现硬件驱动和人机交互界面的开发，主机的主要功能是用以实现人机交互、模拟场景设置、扩展板控制寄存器的控制，在实时的信号仿真中计算机主机主要完成计算量不大的信号参数的计算。信号合成扩展板的功能是在主机的控制

下根据主机发送的控制信息和信号参量合成雷达模拟信号，同时接收雷达信号处理发送的控制信息，

并通过ＰＣＩ接口转发到计算机主机。这样的任务分配一方面充分利用了系统主机的软硬件共享资源，

第４期王胜等：基于目标电磁散射特征的雷达回波信号实时模拟系统的研制

缩短了系统的开发周期、降低了系统的开发成本；另一方面由于主机计算信号参数的算法计算量不大，

节篇麓裟蓄嚣毳淼口。高慢驷一。Ｅ翮ｌｌ！：兰竺！三竺Ｉ

另外扩展板采用的是多任务并发处理的脉动算法结构，使得系统整体具有良好的实时性‘３１。

模拟器实时信号片上系统基本功能及实现

３．２

Ｉ卜＝净—２２２＝爿刊信息交换通道ｌ

１＝■．＝］

Ｌ—一竺鍪竺竺兰ＩＩ竺兰竺竺Ｉ

．

节所描述的基于目标电磁特性的目标回波中频模拟算

法，以及模拟根据随观测雷达的运动参数变化的地、海ｒ二］Ｉ—ｒ．

杂波实时模拟算法，还有就是实现算法所需的伺服逻辑Ｉ：：竺：：ｒＪ

和数据的输出输入控制。

Ｌ—一

图２片上系统逻辑功能框图

信号模拟器信号片上系统主要包括以下几个基本模块：主控模块、ＤＤＳ信号合成模块、杂波生成模块、ＰＣＩ接口模块、ＳＤＲＡＭ读写控制模块、辅助控制模块、信息交换通道以及Ｄ／Ａ转换控制器。

３．３

目标回波实时生成系统

目标回波实时生成系统的功能是接收

信号处理机一

实部

标姿态角接收

虚部

目标的相对视线角和目标散射点坐标。首先计算在输入视线角下的各个散射点的视线方向上的投影，进而确定散射点回波的

信号延时以及在离散采样时刻上的相位残差，之后利用多散射中心回波信号的分级累加单元合成目标的中频回波信号。目标回波生成系统的基本结构如图３所示。

３．３．１

散射点视线投影距离计算

在目标回波实时生成系统中，散射点投影计算采用算法如（２）式，由表达式可以看出，在采用全

并行的算法结构时，需要２个ＣＯＲＤＩＣ计算单元【７ｌ，５４＂乘法器，以及２个加法器。由于计算相位的精度要求，有效位数要求一般在２８位以上，这样，算法所占资源较多。为了节省片上系统资源，有必要采用ＶＨＤＬ设计中的折叠（ｆｏｌｄ）技术对该算法进行优化。

采用折叠技术是采用多路选择开关实现逻辑资源的分时复用以节省资源。采用折叠技术可以将三角函数查找表由原来全并行结构的２个缩减为１个，乘法器由５－４＂减为１个。其相应的代价一是由于在关键路径中增加了多路选择器，这样就减低了系统的速度特性，使系统的最大时钟频率降低；二是由于逻辑部件的分时复用，那么运算结果则需多个时钟周期才能得到。因此该算法对系统的时延特性影响较大，影响模拟器系统的实时性指标。在系统资源冗余较少而系统的时延和速度指标要求较高时，为了实现系统资源和指标的最优化，设计视线投影距离计算单元时可采用分步计算的方式，首先对（２）式进行分解得到：

ｏ（ｙ，Ｄ＝（ｃｏｓ７ｃｏｓ８，ｃｏｓ７ｓｉｎ口，ｓｉｎｙ）（ｊ％，Ｙ。，ｚ。）。

即先采用折叠结构计算每个视线角度下的常数投影向量，这样投影向量计算单元的速度特性会下降，无法采用高速时钟推动，可以采用多速率方案单独对这一部分计算单元电路采用慢时钟推动，而对其它高速计算单元仍采用高速时钟推动。对于向量的点乘单元本文采用全并行流

（１１）

水线结构实现，并用高速时钟推动。具体的算法

结构如图４所示。

图４采用折叠技术和并行流水线结构的视线投影算法结构

图４中的乘法器和加法器都带有触发器的功能。采用折叠技术优化算法结构节省了一个三角函数查找表和一个多位乘法器，只增加了两个时钟延时和两个寄存器，而节省了３０％的逻辑资源。

１２８

电路与系统学报

第１４卷

３．３．２回波信号ＤＤＳ单元信号的延时及初相实现

在宽带高分辨雷达的回波信号模拟中，散射中心回波的单元信号产生器的延时代表了散射中心点的距离，又因中频回波的采样点的离散性使得回波信号的波形的起始时刻不在采样脉冲时刻上，对每个散射中心的回波来说，在采样点上都会存在相位残差。延时和相位残差是用距离因子除散射点的距离得到的，除得的商为延时时钟数，余数为相位残差如图３所示。

３．３．３

＿］值加法器卜＿＋萎

——一部

—－１信

加法器卜曼

目标散射中心回波生成模块

目标散射中心回波生成模块的基本结构如图５

—一嚣

所示。

为简便起见，图中只画出了四个ＤＤＳ回波生成器，实际的系统中回波生成器数目与散射中心一一方式。

由于信号生成的实时性要求，信号回波采用全并行的信号合成结构，每一个ＤＤＳ回波生成器对应一个显著的散射中心，对于大型目标由于目标散射中心较多，在采用ＦＰＧＡ实现时，占用资源较多。另外，实时计算采用的是定点的计算模式，根据量化噪声的分布模型见（８）式，量化噪声的方差与数字振源的个数成正比，过多的散射中心回波的叠加所带来的量化和计算误差会引入较大的杂散；因此，对大型目标不宜采用此方法模拟。中小型目标的回波比较适合采用此方法模拟，一般中小型目标的散射中心小于１００个。另外，由于复杂目标的遮挡效应以及镜面散射中心的消隐，使得一些散射中心只在特定的观测角下存在。以中等尺寸的目标Ｆ．１８为例，在所有的观测角下，可见的显著散射中心个数不超过３０个。在本系统中采用６４个ＤＤＳ回波合成器构成基于目标散射中心的脉动算法结构。在Ｘｉｌｉｎｘ公司的ｖ２ｐ４０上，本文实现了该算法，通过对电路结构的高速化处理，系统的最大时钟速度可以达到３００ＭＨｚ。图６是信号合成单元模块的Ｍｏｄｅｌｓｉｍ的时序仿真图。３．４实时性分析

本模拟器系统在实时性方面的设计思想是：利用

图６信号合成单元模块的时序仿真

图５

基于目标散射中心的回波脉动算法结构框图

对应，本系统中能够模拟的散射中心数量为６４个，回波生成器的连接采用如图所示的分层相加级联的

系统主机实现目标与雷达间的相对６自由度参数计算（目标位置的三维坐标和俯仰、横滚、偏航）进而计算回波信号参数，而不是运算量较大的回波的时域波形的计算，波形的实时合成是采用超大规模集成电路所构建的片上系统（ＳＯＰＣ）来完成。这样有效地减小了主机系统的计算量和接口电路的数据流量，保证了信号模拟系统的实时性‘３１。

模拟器的工作流程是：采用通用ＰＣ机

鞫

ＰＣＩ

数运；Ｉ动算参

数回计波算参

参地数海计杂算波目标视线角

地海杂波参数发送同波信号

’指令上传

空闲及回波参数

发送

空闲

实现目标弹道和姿态的预置，并接收信息处

理机的反馈控制信号中的发射信号的重频方式、发射频率和天线视角信息，计算雷达回波信号的频率与幅度并发送到扩展板上

信号扩展板

回波信号合成

参数变更

回波信号合成

杂波信号合成

杂波参ｌ

数变更ｌ

杂波信号合成

图７模拟器系统任务分配及时间片划分图

与预存的噪声和杂波信号叠加合成回波信号。为提高模拟器系统的实时性，反映目标电磁散射特性的

第４期王胜等：基于目标电磁散射特征的雷达回波信号实时模拟系统的研制

回波计算以及地、海杂波的模拟均采用片上系统（ＳＯＰＣ）的实时波形合成算法完成。

片上系统中的目标生成算法采用的是并行的脉动算法，从信号参数输入到波形产生只需ｌ１０个系统时钟，延时仅为３６３ｎｓ，实时模拟系统的延时主要取决于信号参数的计算和参数传送时间，信号参数计算包含运动参数计算和信号参数换算，对于刚体的运动参数计算其运算形式主要包括三角函数与加乘运算，运算量较小。对于多任务操作系统具体的计算用时不仅与计算机系统配置相关，还与系统的进程数目有关，在对计算机系统环境

进行合理配置后，采用Ｐｅｎｔｉｕｍ４ＣＰＵ２．４Ｇ主频内存为５００Ｍ时实测的计算时间为１０岫。模拟器系统的任务分配及时间片划分如图７所示。

４

图８

目标散射中心的三维模型垂直投影图

０

实时模拟器系统仿真及实测结果

应用电磁计算软件和超分辨参数估计的方

一目口

●

加ｂ

＞ｇ

法可实现目标散射中心的位置和散射强度的估计，见文献［２】，图８为通过文献中提出的散射中心估计方法得到Ｆ．１８在照射波为１８ＧＨｚ下的散射中心的三维模型的垂直投影图。

图９为俯仰角为００，方位角为２６０时目标中频

时问（ｐｓ）

，巧坫加

时间（“ｓ）

图９目标中频回波仿真图图１０目标中频回波仿真图

回波仿真图；图１０为俯仰角为００，方位角为４００，发射信号频率为３５ＧＨｚ，中频信号频率为５ＭＨｚ，采用双精度浮点数计算得到Ｆ．１８目标的中频回波仿真图。

图１１和图１２为同样条件下，由信号模拟器输出的雷达回波中频信号。

由图１１，图１２中可以看出，雷达信号模拟器输出信号可以逼真地实现不同观测角下的目标回波信号的模拟。由于ＤＤＳ信号生成模块特有的以散射中心为基本单元的算法结构，可以通过对不同的信号生成单元实时地输入不同的频率控制字即可实现目标的旋转模拟以及目标微动模拟。信号合成扩展板的系统延时为１１０个系统时钟周期。从接收信号处理机反馈信号开始到模拟器系统输出信号的总的系统延时＜１５岬。

该模拟器还可以实现任意波形的模拟，能够实现目标对多种发射波形的回波实时模拟。图１３为线性调频脉冲雷达信号。５

系统功能指标

５．１模拟器功能

雷达信号模拟器的适用范围包括：中频频率为１２０ＭＨｚ以下的连续波、准连续波雷达回波以及单脉冲雷达回波信号包括线性调频雷达回波信号、频率步进雷达、以及各种捷变频雷达回波信号；并能够实现多种环境杂波模拟、多种干扰模拟和脉冲信号的遮挡模拟等功能。５．２模拟器技术指标

中频信号频率：０～１２０ＭＨｚ；采样频率：３００ＭＨｚｌ垂直分辨率：１４ｂｉｔ；

２重２，：２１

ｒ删删黼

～◆

＝。

｛＿．

｝

图１２信号模拟器生成的雷达回波中频信号

１３０

电路与系统学报

第１４卷

杂散：ＤＣ

ｔｏ

４０ＭＨｚ＜－８０ｄＢｃ

４０ＭＨｚｔｏ８０ＭＨｚ＜．７５ｄＢｃ＋６ｄＢ／ｏｃｔａｖｅ８０ＭＨｚｔｏ１２０ＭＨｚ＜．７０ｄＢｃ＋６ｄＢ／ｏｃｔａｖｅ

６

结论

以目标电磁散射中心理论为基础，应用ＶＬＳＩ的高速逻辑电

路设计技术实现了基于目标散射中心模型的能够反映目标散身寸特性的实时雷达回波模拟片上系统。采用该系统可较逼真地实时模拟真实目标的多种运动形态下的雷达系统的中频回波，列跟踪和识别信号处理系统的开发起到重要的辅助作用。

图１３模拟器输出ｃｈｉｒｐ脉冲信号

在基于ＦＰＧＡ的高速信号合成的片上系统的开发中成功地应用了多种ＶＬＳＩ系统的设计技术实现了高速、大带宽的目标回波生成模块。基于ＶＬＳＩ的实时目标回波生成模块在电子战系统的欺骗干扰中也可具有相当大的应用前景。

采用虚拟仪器的设计理念，充分利用了通用计算机的系统资源，有助于降低系统的开发成本，提高系统的灵活性和功能的多样性。采用ＦＰＧＡ实现信号合成的片上系统使系统实现多重配置。该系统不仅可以为多功能的任意信号发生器使用，还可以作为多种信号处理的ＶＬＳＩ算法的评估板使用。参考文献ｔ

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ｌｎｓｔｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ

Ｓｐｅｃｔｒａａｎｄ

ｏｆＮｏｎｕｎｉｆｏｒｍｌｙＳａｍｐｌｅｅｄ

Ｓｉｇｎａｌｓ：ＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓａｎｄＨｉｇｈ－ＳｐｅｅｄＷａｖｅｆｏｒｍ

Ｄｉｇｉｔｉｚｅｒｓ【Ｊ】．ＩＥＥＥ

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ＭｏｈａｍｅｄＭ．ＥＬＳａｉｄ。Ｍ

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Ｉ

Ｅｌｎａｓｒｙ．Ａｎ

Ｉｍｐｒｏｖｅｄ

ＲｏｍＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ

Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ

ｆｏｒＤｉｒｅｃｔ

ＤｉｇｉｔａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙ

Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒｓ［Ｚ］．２００２

Ｖ．枷

作者简介ｔ王胜（１９６５－）男，生于吉林长春，２００２年毕业于国防科技大学，高级工程师，现于国防科技大学ＡＴＲ

实验室攻读博士学位，研究方向为自动目标识别与模糊工程、制导雷达信号处理、雷达信号合成；石志广（１９７５．），男，生于山东淄博，博士，讲师，２００７年毕业于国防科技大学，研究方向为自动目标识别与模糊工程、制导雷达信号处理；范红簸（１９７８一），男，生于陕西渭南，２００１年毕业于清华大学机械工程系，现于国防科技大学ＡＴＲ实验室攻读博士学位，研究方向为自动目标识别与模糊工程、制导雷达信号处理、嵌入式信号处理系统。

Ｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｏｆｒｅａｌ．ｔｉｍｅｒａｄａｒｅｃｈｏｓｉｍｕｌａｔｏｒ

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ｏｎ

ｔｈｅｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｔａｒｇｅｔ

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（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮＵＤＴ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７３，Ｃｈｉｎａ）

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ｒｅａｌ－ｔｉｍｅｒａｄａｒｅｃｈｏｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗｈｉｃｈ

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ｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｔｈｅ３Ｄｍｕｌｔｉｐｌｅｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ

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ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｔｈｅｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｔｈｅ

ｏｂｊｅｃｔ

ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅ

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１２０ＭＨｚ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳＯＰＣ；ｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｒａｄａｒ；ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｃｅｎｔｅｒ；ｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ

ＶＬＳＩ

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｒｅａｌ—ｔｉｍｅｒａｄａｒ

ｓｉｍｕｌａｔｏｒ；

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