SystemGenerator驱动的新型FPGA数字下变频设计与Simulink仿真

本文探讨了一种新颖的数字下变频设计策略，特别关注雷达中频正交采样的应用。雷达信号处理中，数字下变频是一种关键的技术，它将输入的高频信号转换到较低的中频或基带，便于后续信号处理和分析。本文首先介绍了雷达中频正交采样原理，即通过将信号分解为其同相分量（Xi(t)）和正交分量（XQ(t)），捕捉信号的幅度和相位信息。 设计的核心部分是利用System Generator这一工具来实现自顶向下的设计方法。System Generator作为Xilinx和Mathworks合作开发的工具，简化了FPGA设计流程，用户无需深入到复杂的VHDL或Verilog编程，只需在Simulink环境中构建系统模型，SystemGenerator便会自动将其转化为目标FPGA所需的底层硬件代码。这种方法显著减少了设计时间和复杂性，提高了设计效率。 FPGA的选择在这项工作中扮演了重要角色，因为与基于软件处理的DSP芯片相比，FPGA具有更高的集成度，更强的逻辑执行能力，以及更大的设计灵活性。尽管如此，由于FPGA的复杂内部结构和VHDL/Verilog语言的严谨性，要在FPGA上实现高效数字下变频并非易事，这需要对硬件架构有深入理解，并可能消耗较多的开发时间。 文章还着重提到了传统数字下变频设计中采用HDL编程的挑战，而SystemGenerator作为一种辅助工具，成功地绕过了这些复杂步骤，使得设计过程更加简洁直观。通过将复包络采样技术与SystemGenerator结合，设计师能够快速实现一个功能完备的数字下变频器，适用于雷达和其他信号处理系统，体现了现代电子设计向着更高效、易用的方向发展。