基于FPGA的窄带雷达空中目标分类方法实现
发布时间：2021-01-18 07:49
窄带雷达具有作用距离远、成本低、可靠性高的优点,是我国现役雷达的重要组成部分,基于窄带雷达的目标分类技术具有重要的理论研究价值和实际应用价值。目标在运动时除了其整体的运动往往还有局部结构的震动、转动等微动。目标的微动会对目标回波在时域和频域产生微多普勒调制,称为微多普勒效应,基于目标的微多普勒效应实现目标分类一直是雷达目标分类的研究热点。直升机、喷气式飞机和螺旋桨飞机这三类空中目标的结构、以及旋转部件参数等有较大差异,对回波的调制亦有较大差别,根据这三类飞机的微动对回波调制的差异进行特征提取可以实现这三类飞机的有效分类。现场可编程门阵列（Filed Programable Gate Array,FPGA）以其可重复编程的特点和强大的数据处理能力在信号处理领域中得到了广泛应用。FPGA可以以并行、流水线工作的方式降低数据处理延时,实现大量数据的快速处理,实时性强,可靠性高。而且其单精度浮点计算能力,单位计算能力的功耗明显优于现有的DSP和GPU,是未来工程应用的一个重要发展方向。因此,本文基于FPGA针对窄带雷达空中目标分类的应用实现进行研究,实现实时目标分类,降低处理延时。本文针对Ku...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 窄带雷达目标分类研究现状
1.2.2 基于FPGA的雷达信号处理研究现状
1.3 论文主要内容及安排
第二章 基于微多普勒的窄带雷达空中目标分类
2.1 引言
2.2 飞机旋翼理论模型及分析
2.2.1 理想旋翼模型参数及仿真
2.2.2 实际飞机对理论模型参数的影响
2.2.3 三类飞机目标回波差异
2.3 杂波抑制
2.3.1 MTI杂波抑制
2.3.2 基于CLEAN算法的杂波抑制
2.4 特征提取
2.4.1 谐波分解特征
2.4.2 波形熵特征
2.5 SVM分类器
2.6 KU波段窄带雷达空中目标分类方案设计
2.6.1 飞机回波仿真参数分析
2.6.2 仿真实验
2.7 小结
第三章 基于FPGA的窄带雷达空中目标分类模块实现
3.1 引言
3.2 软硬件平台介绍
3.3 窄带雷达空中目标分类模块整体介绍
3.4 使用IP核及相关算法介绍
3.4.1 CORDIC算法介绍
3.4.2 基于CORDIC IP核进行求模运算和求对数运算
3.4.3 基于FFT IP核进行快速傅里叶变换
3.4.4 基于DDS IP核的频率合成
3.4.5 其他IP核介绍
3.5 杂波抑制模块
3.5.1 MTI杂波抑制模块
3.5.2 基于CLEAN算法的杂波抑制模块
3.6 波形熵特征提取模块
3.6.1 时域波形熵提取
3.6.2 频域波形熵提取
3.7 SVM分类器模块
3.8 综合仿真实验
3.9 小结
第四章 基于PCIE的FPGA和计算机通信实现
4.1 引言
4.2 PCIE高速串行总线介绍
4.3 FPGA端的PCIE接口设计实现
4.4 计算机端的PCIE驱动开发实现
4.5 数据传输的界面开发及实验结果
4.6 小结
第五章 总结与展望
5.1 本文总结
5.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于时频分析的窄带雷达飞机目标分类特征提取方法[J]. 赵越,陈之纯,纠博,张磊,刘宏伟,李真芳. 电子与信息学报. 2017(09)
[2]基于PCIe的多路传输系统的DMA控制器设计[J]. 李胜蓝,姜宏旭,符炜剑,陈姣. 计算机应用. 2017(03)
[3]基于分数阶傅里叶变换的窄带雷达飞机目标回波特征提取方法[J]. 杜兰,史蕙若,李林森,孙永光,胡靖. 电子与信息学报. 2016(12)
[4]基于PCIE接口的高速数据传输系统设计[J]. 张彪,宋红军,刘霖,胡骁,李洋. 电子测量技术. 2015(10)
[5]扩展收敛域任意对数CORDIC算法与FPGA实现[J]. 陈旭文,刘桂雄,唐文明. 中国测试. 2015(07)
[6]雷达技术发展综述及第5代雷达初探[J]. 郭建明,谭怀英. 现代雷达. 2012(02)
[7]雷达目标识别技术综述[J]. 马林. 现代雷达. 2011(06)
[8]基于微多普勒特征的坦克目标参数估计与身份识别[J]. 黄健,李欣,黄晓涛,贺峰. 电子与信息学报. 2010(05)
[9]基于特征谱散布特征的低分辨雷达目标分类方法[J]. 陈凤,刘宏伟,杜兰,保铮. 中国科学:信息科学. 2010(04)
[10]窄带雷达飞机目标识别方法综述[J]. 史颖超,李侠,程东升,毛华春. 舰船电子工程. 2010(02)
硕士论文
[1]基于PowerPC的窄带雷达空中目标分类方法实现[D]. 邹建华.西安电子科技大学 2017
[2]FPGA在雷达系统设计中的应用技术研究[D]. 楚佳乐.西安电子科技大学 2014
本文编号：2984573
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 窄带雷达目标分类研究现状
1.2.2 基于FPGA的雷达信号处理研究现状
1.3 论文主要内容及安排
第二章 基于微多普勒的窄带雷达空中目标分类
2.1 引言
2.2 飞机旋翼理论模型及分析
2.2.1 理想旋翼模型参数及仿真
2.2.2 实际飞机对理论模型参数的影响
2.2.3 三类飞机目标回波差异
2.3 杂波抑制
2.3.1 MTI杂波抑制
2.3.2 基于CLEAN算法的杂波抑制
2.4 特征提取
2.4.1 谐波分解特征
2.4.2 波形熵特征
2.5 SVM分类器
2.6 KU波段窄带雷达空中目标分类方案设计
2.6.1 飞机回波仿真参数分析
2.6.2 仿真实验
2.7 小结
第三章 基于FPGA的窄带雷达空中目标分类模块实现
3.1 引言
3.2 软硬件平台介绍
3.3 窄带雷达空中目标分类模块整体介绍
3.4 使用IP核及相关算法介绍
3.4.1 CORDIC算法介绍
3.4.2 基于CORDIC IP核进行求模运算和求对数运算
3.4.3 基于FFT IP核进行快速傅里叶变换
3.4.4 基于DDS IP核的频率合成
3.4.5 其他IP核介绍
3.5 杂波抑制模块
3.5.1 MTI杂波抑制模块
3.5.2 基于CLEAN算法的杂波抑制模块
3.6 波形熵特征提取模块
3.6.1 时域波形熵提取
3.6.2 频域波形熵提取
3.7 SVM分类器模块
3.8 综合仿真实验
3.9 小结
第四章 基于PCIE的FPGA和计算机通信实现
4.1 引言
4.2 PCIE高速串行总线介绍
4.3 FPGA端的PCIE接口设计实现
4.4 计算机端的PCIE驱动开发实现
4.5 数据传输的界面开发及实验结果
4.6 小结
第五章 总结与展望
5.1 本文总结
5.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于时频分析的窄带雷达飞机目标分类特征提取方法[J]. 赵越,陈之纯,纠博,张磊,刘宏伟,李真芳. 电子与信息学报. 2017(09)
[2]基于PCIe的多路传输系统的DMA控制器设计[J]. 李胜蓝,姜宏旭,符炜剑,陈姣. 计算机应用. 2017(03)
[3]基于分数阶傅里叶变换的窄带雷达飞机目标回波特征提取方法[J]. 杜兰,史蕙若,李林森,孙永光,胡靖. 电子与信息学报. 2016(12)
[4]基于PCIE接口的高速数据传输系统设计[J]. 张彪,宋红军,刘霖,胡骁,李洋. 电子测量技术. 2015(10)
[5]扩展收敛域任意对数CORDIC算法与FPGA实现[J]. 陈旭文,刘桂雄,唐文明. 中国测试. 2015(07)
[6]雷达技术发展综述及第5代雷达初探[J]. 郭建明,谭怀英. 现代雷达. 2012(02)
[7]雷达目标识别技术综述[J]. 马林. 现代雷达. 2011(06)
[8]基于微多普勒特征的坦克目标参数估计与身份识别[J]. 黄健,李欣,黄晓涛,贺峰. 电子与信息学报. 2010(05)
[9]基于特征谱散布特征的低分辨雷达目标分类方法[J]. 陈凤,刘宏伟,杜兰,保铮. 中国科学:信息科学. 2010(04)
[10]窄带雷达飞机目标识别方法综述[J]. 史颖超,李侠,程东升,毛华春. 舰船电子工程. 2010(02)
硕士论文
[1]基于PowerPC的窄带雷达空中目标分类方法实现[D]. 邹建华.西安电子科技大学 2017
[2]FPGA在雷达系统设计中的应用技术研究[D]. 楚佳乐.西安电子科技大学 2014
本文编号：2984573
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