FPGA与SRD实现的超宽带混沌脉冲源技术

"一种基于FPGA和SRD的超宽带混沌脉冲产生技术" 本文主要探讨了一种利用FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）和SRD（Step Recovery Diode，阶跃恢复二极管）实现的超宽带混沌脉冲产生技术。在超宽带雷达系统中，混沌脉冲位置调制（CPPM）信号是重要的组成部分，这种信号由时间间隔遵循混沌规律变化的高斯脉冲序列构成。然而，传统的高斯脉冲在天线辐射效率方面存在不足，因此，文章提出了一种新的方法，将调制脉冲改为单周期脉冲，以改善这一问题。 首先，文章通过数字仿真验证了Tent映射作为调制函数的可行性。Tent映射是一种非线性动力学系统，常用于混沌理论中的数学模型，其在混沌脉冲产生中可以产生复杂的随机性，确保信号的混沌特性。 接着，文章详细介绍了如何利用FPGA和SRD构建信号源。FPGA作为一种可编程逻辑器件，可以灵活地实现各种数字逻辑功能，非常适合用于复杂信号的生成。而SRD则是一种特殊的二极管，因其阶跃恢复特性，能够快速产生短脉冲，适用于超宽带信号的产生。通过FPGA模块和SRD为核心的模拟电路模块，成功实现了主脉冲宽度为590ps、主峰峰值为-1.76V的单周期脉冲，这些脉冲具有良好的波形质量。 对生成的信号进行自相关运算分析，结果显示该信号具有良好的抗干扰能力，这意味着在实际应用中，它能抵抗噪声并保持高检测概率。同时，频谱图显示该信号无直流成分，低频区能量极少，这有助于提高雷达天线的辐射效率。在雷达发射信号时，这种特性尤为重要，因为它可以减少不必要的能量损失，增强雷达系统的探测性能。 该研究提供了一种创新的超宽带CPPM信号源设计，通过FPGA和SRD的结合，解决了高斯脉冲辐射效率低的问题，生成的单周期脉冲信号具有优秀的抗干扰性能和雷达应用所需的频谱特性。这一技术对于提升超宽带雷达系统的性能，特别是在提高天线辐射效率和降低系统能耗方面，具有显著的意义。