基于Nios II和DDS的通信网络雷达信号源设计与SoPC应用

本文主要探讨的是通信与网络领域中一种创新的雷达信号源设计方案，即基于Nios II（一个由Altera公司提供的嵌入式软核处理器）和DDS（直接数字频率合成器）的组合。雷达信号源是通信系统的关键组成部分，其性能直接影响到雷达系统的性能和可靠性。传统的信号源实现方法有三种： 1. 第一种方式是采用DDS与MCU（微控制器）相结合，这种方式利用专用DDS器件能够产生高质量的雷达波形，具有良好的杂散抑制和谐波抑制特性，但其控制复杂性较高，不便于实现复杂的波形控制，灵活性受限。 2. 第二种方法是结合DDS、MCU和FPGA，这种方式的优势在于能产生更复杂的信号，同时提供一定程度的灵活性，但电路复杂性增加，开发周期较长，且杂散抑制和谐波抑制性能可能不如专用DDS。 3. 第三种方案是完全依赖FPGA实现DDS，这种方法对于满足特定需求的信号生成较为适合，但由于定制化程度高，开发周期较长且性能可能有限。 本文创新之处在于采用FPGA作为硬件平台，通过嵌入Nios II软核处理器，实现了对高性能DDS器件AD9858的精确控制。这样的设计优势在于： - 结合了专用DDS的优点，如高精度和稳定性； - 通过SoPC技术（System on Programmable Chip），减少了外部扩展元件，提高了系统集成度，简化了电路布局，增强了抗干扰能力； - Nios II的嵌入使得系统更容易进行升级和扩展，适应不断变化的技术需求。 Cyclone II系列FPGA，作为本文使用的硬件基础，采用了TSMC 90nm低k绝缘工艺，具有高效能和高密度的特点，为实现这种集成度高的信号源提供了理想的平台。 本文研究的核心是将高性能的Nios II处理器与DDS技术有效结合，以提升雷达信号源的灵活性、效率和抗干扰能力，这对于现代通信与网络系统，特别是雷达应用领域具有重要的实际意义。通过优化设计和选择合适的硬件平台，作者旨在解决传统方法在某些方面的局限，推动雷达信号源技术的发展。