avatar avatar 我的文献 VPX标准SAR实时成像处理机的电源模块与接口板卡设计 作者 张雪 单位 西安电子科技大学 关键词 合成孔径雷达; VPX技术; 数模转换; 千兆以太网
摘要
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是利用小天线沿着长线阵的轨迹等速移动并辐射相参信号,把不同位置接收到的回波信号进行相干处理,从而获得较高成像分辨率的雷达。SAR系统由开始的单极化、单波段、固定入射角、单工作形式逐渐向多极化、多波段、多入射角、多工作形式和多平台方向发展。随着SAR的发展,实时信号处理机的应用也更加广泛。本文主要设计了SAR实时成像处理机的电源板卡和接口板卡。该实时成像处理机基于VPX架构,机箱为3U标准尺寸,可实现多种工作模式。电源板卡为整个处理机供电,处理机输入电压为28V,电源板卡将其转换为低电压输出,为其他板卡提供工作电压。接口板卡实现雷达回波信号的产生,以及通过网口实现硬件处理机与上位机的通信,实现功能的切换和系统的管理。本文首先介绍SAR实时成像处理机的研究背景和发展现状,然后介绍了SAR实时成像处理机的基本组成、实现功能、性能指标以及VPX高速串行总线技术等。其次对电源板卡在实时成像处理机中的需求进行分析,详细介绍了电源板卡的设计过程以及对电源板卡的改进。首先进行了电源芯片的器件选型,然后绘制了电源板卡的原理图和PCB板,包括板卡层叠结构、布局布线规则等,最后验证电源板卡输出电压满足其性能指标。对于电源板卡的改进主要包括对电源芯片的控制以及接口器件的标准化,并且加大了电源板卡各个输出电压的电流,最终验证改进的电源板卡满足其性能指标。然后对接口板卡在实时成像处理机中的需求进行分析,详细介绍了接口板卡的设计过程。首先进行了接口板卡的器件选型,包括电源转换芯片、控制芯片FPGA、数模转换芯片;然后将板卡分模块进行原理图和PCB板设计,主要分为电源模块、主控模块、数模转换模块、以太网接口模块;最后验证接口板卡的基本功能,主要为数模转换和以太网通信的实现。最后对本文的设计工作进行总结,包括对SAR实时成像处理技术的认识以及板卡的设计过程和调试过程。
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