基于FPGA的伪码调相测距系统设计与实现

"该硕士论文主要探讨了伪码调相测距技术，重点研究了基于FPGA的处理器在雷达测距系统中的应用。文中详细阐述了伪随机码的性质、生成方法，以及调制解调和相关检测的原理。通过Verilog语言实现了可编程数字器件上的m序列生成，设计了以混频器为核心的调制解调器，并进行了实际测试，满足系统需求。此外，还讨论了利用可变延时进行距离测量的方案。关键词包括伪随机码、伪码调相技术、伪码探测器和相关检测。" 伪码调相测距技术是一种先进的雷达测距方法，它结合了伪随机码（Pseudo-random code）和相位调制（Phase modulation）的概念。这种技术的核心在于使用伪随机码序列来编码雷达发射的信号，从而提高信号的分辨率和抗干扰能力。 伪随机码序列具有近似于随机性的特性，但其实现上是可预测的。它们通常由线性反馈移位寄存器生成，如m序列。这种序列具有良好的自相关性和低互相关性，适合用于测距系统，因为它们可以确保发射和接收信号之间的精确时间同步。 在雷达系统中，伪码序列被用来调制载波信号的相位，形成伪码调相波。当这种信号发送出去并反射回来后，接收端通过解调恢复出原始的伪码序列，然后与本地生成的相同伪码序列进行相关检测。相关检测是通过计算两个序列的相位差来实现的，这个相位差对应着信号往返的时间，从而可以计算出目标的距离。 论文中提到了使用FPGA（Field-Programmable Gate Array）作为处理器，这是因为FPGA具有高度的灵活性和并行处理能力，适合实现复杂的数字信号处理算法，如伪码序列的生成和解调。通过Verilog语言，作者设计并实现了在FPGA上生成m序列的硬件逻辑，这不仅可以高效地生成伪码，还能实时地处理雷达回波信号。 此外，论文还涉及到了以混频器为核心的调制解调器设计。混频器可以将高频率的载波信号与伪码调制信号相结合，同时在接收端将接收到的高频信号转换回低频信号，便于后续处理。通过采用混频调制解调方法，电路结构得以简化，降低了系统的复杂性。 最后，论文讨论了通过可变延时来实现距离测量的方案。在雷达系统中，通过改变本地生成的伪码序列的延迟时间，可以匹配不同距离的目标返回信号，从而实现对不同距离目标的精确测距。 这篇硕士论文深入研究了伪码调相测距技术的各个方面，从理论基础到实际设计，再到硬件实现，为雷达系统的设计提供了有价值的参考。