基于FPGA的雷达方位信号采集处理系统的设计

发布时间：2020-06-01 10:26

【摘要】：随着电力电子技术、传感器技术、电机控制技术的不断发展,以及高性能数字信号处理器技术的不断进步,雷达方位信号处理系统逐渐由模拟控制系统向数字控制系统发展,先进的控制理论也被应用于雷达方位信号处理系统中,这些都为高性能雷达方位信号处理系统的开发奠定了基础。雷达方位信号处理系统是雷达的重要组成部分,它对于发现目标、跟踪目标以及精确地测量目标的方位和其他参数都起着重要作用。特别是雷达方位信号处理系统精度会直接影响雷达的测角精度。本课题依托成都某军工研究所,针对其超低速测速性能的缺陷采用了改进的测速算法予以改善,提高了超低速时的测速性能,完成了基于FPGA的雷达方位信号采集处理系统的设计。本文分析了各种测速算法的基础上,采用定采样周期M/T法设计了核心测速算法,针对超低速时的测速死区问题,采用基于预估和外推的改进测速算法,较好的解决了超低速时无法得到方位值的问题。其次,根据测速算法完成了以FPGA为核心的测速模块硬件设计,采用verilog编程实现了雷达方位信号处理系统的逻辑功能,实现了编码器通信接口、异步FIFO以及PCI接口功能,以便其能与不同类型的控制器进行数据传输。接着,针对PCI接口设计了基于PLX SDK工具包,开发了针对PCI总线的底层驱动,设计并编写了I/O模式与DMA模式相结合的数据交换程序,实现测速数据处理、保存以及实时显示的功能。
【图文】：

图 2-2 定采样周期 M/T 测速法原理图T 法和定采样周期 M/T 法都是传统 M/T 法的改进方法，但在测量某些变量指标时更为准确，所以速度测量精度大的提高。这些方法也不能尽善尽美。频繁改变采样时间是不方便很难在伺服控制系统中应用。超低速两种方法都存在速采用定采样周期 M/T 测速算法实现速度测量，并利用光的相位关系，对输出信号进行四倍频处理，从而降低脉度。采用定采样周期 M/T 测速算法实现速度测量，并利用光的相位关系，对输出信号进行四倍频处理，从而降低脉度。

图 2-3 速度值外推法原理图按照图 2-3 所示的方式变化，那么瞬时速度nk与检测的速度平较大的差别，即检测速度平均值相对于实际速度是一个延迟馈信号时，会存在很大的延迟，很难获得较快的速度响应。行如下改进：假定 4 个采样点之间速度 n(t)按如下三阶函数阶数越高，预估值准确度也越高，但所需条件也越多，考虑选择三阶函数较为适合。n(t)=at3+bt2+ct+d 式(2-7)的第k-3、k-2、k-1、k个采样点处的速度平均值Nk 3、Nk 消去 a,b,c,d，，得到时刻速度的预估值：n t =(Nk5Nk 1+13Nk 23Nk 3) 进 M/T 超低速测速法 2-6 所示,ω k 1表示脉冲采样点 k-1 到 k 之间的平均速度,Tk 11 与 k 之间的时间间隔，即反馈脉冲周期，如果T比T大，
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN957.51;TN791

【参考文献】

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本文编号：2691345