基于FPGA的双频段8通道多通道雷达DDC模块设计与优化

本文主要探讨了一种创新的多通道雷达数字接收机数字下变频设计，其核心是采用了基于时分复用原理的双频段多通道数字下变频器（Digital Down Converter, DDC）模块。该设计策略利用了现场可编程门阵列（FPGA）中的数字控制器振荡器（NCO）和快速傅里叶变换滤波器（FIR）IP核，实现了高效且资源优化的DDC模块。 设计的关键在于，通过时分复用技术，将原本可能需要独立处理的双频段信号整合到一个FPGA平台上，从而实现了8通道的接收能力。数字混频、抽取和滤波等核心功能在此过程中得以集成，提高了接收机的灵活性和效率。相比于传统的模拟前端设计，这种全数字化方案显著降低了硬件复杂度，减少了FPGA资源的占用，进而节省了硬件成本。 在数字混频过程中，NCO产生正交的I和Q路信号，通过与接收的高速采样信号进行交织，实现频率的下变换。抽取滤波则是对抽取序列进行频谱处理，通过CIC、HB或FIR滤波器消除混叠效应，确保基带信号的质量。 在接收机的整体设计中，高频雷达工作于两个不同频段，每个频段对应两个发射通道和8个接收通道。信号首先经过带通滤波，然后被ADC进行采样，这些数字信号被传输到FPGA进行进一步处理，包括下变频和数据上传。同时，FPGA还负责生成发射波形的数字信号，确保了整个接收机系统的协同工作。 总结来说，本文的贡献在于提供了一种高效且经济的多通道雷达数字接收机解决方案，它不仅简化了硬件设计，而且在满足性能需求的同时，显著提高了资源利用率，对于现代雷达系统的发展具有重要意义。