基于FPGA弹载雷达信号处理机系统设计与开发

发布时间：2017-11-06 01:22

本文关键词：基于FPGA弹载雷达信号处理机系统设计与开发

【摘要】：本文主要介绍毫米波雷达导引头信号处理机的设计与开发。信号处理机是雷达导引头的核心部件,首先信号处理机需要负责回波数据的处理,检测识别出待攻击目标,然后信号处理机根据信号检测结果生成相应的控制指令,用以协调其他分系统工作。随着雷达信号处理技术的快速发展,处理算法复杂度增加、数据量成倍增长,对信号处理机性能也提出更高的要求。本文首先根据相关指标确定信号处理系统的工作体制与发射波形,从而明确信号处理机的工作流程,并完成信号处理机的总体设计。该雷达导引头具有脉冲多普勒和步进频率两种工作体制,由于导引头工作在毫米波波段,较小的运动速度也会引起较大的多普勒频移,因此针对运动目标采用脉冲多普勒工作体制；对于慢速或静止目标,导引头采用步进频率工作体制,在该体制下通过多个脉冲的相参合成,获得目标场景的高分辨一维距离像,通过高分辨的一维距离像完成对目标的检测和识别。同时,为了提高雷达作用范围,本导引头采用简单脉冲和线性调频脉冲两种发射波形。最后,给出了不同模式下的信号处理过程及整个信号处理机的工作流程。由于弹载平台的特殊性,促使雷达导引头信号处理机朝着小型化、低功耗、高可靠性的方向不断发展。综合考虑各种方案,在此选择FPGA+DSP的系统架构,其中FPGA选取Xilinx公司Virtex-6系列,DSP选择TI公司的]TMS320C6416。通常情况下,底层信号处理算法处理的数据量较大、对处理速度要求比较高,但其运算结构相对简单,适于FPGA进行硬件实现,如：脉冲压缩、脉冲积累、滤波、恒虚警检测等。顶层处理算法相对来说需要处理的数据量较少,但控制结构比较复杂,适用于运算速度高、寻址方式灵活、接口资源丰富的DSP来实现。在完成信号处理机的任务划分后,即可根据FPGA的设计规则、综合考虑理论算法的成熟度完成FPGA部分的系统开发。最后,综合考虑现有条件提出一套现实可行的测试验证方案,验证FPGA系统功能的正确性。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN957.51

【参考文献】

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1 孙艳芳;罗丰;尹冬敏;;一种雷达通用信号处理系统的实现与应用[J];电子科技;2011年04期

2 张娟;刘峥;孙慧霞;;一种步进频率雷达目标高分辨距离像拼接算法[J];火控雷达技术;2010年04期

3 胡骁;黄默;张志敏;;毫米波跟踪雷达信号处理机设计[J];微计算机信息;2009年11期

4 苏宏艳;朱淮城;;毫米波精确制导技术及其发展趋势[J];制导与引信;2008年02期

5 张麟兮;许家栋;李萍;王少波;;雷达恒虚警检测系统仿真[J];计算机仿真;2007年04期

6 贺军涛;赵永波;刘霞;;基于FPGA的雷达信号处理技术[J];制导与引信;2006年04期

7 姚秀娟;彭晓乐;张永科;;几种精确制导技术简述[J];激光与红外;2006年05期

8 苏军海;王海亮;;基于FPGA的多DSP系统通信的实现[J];电子科技;2005年12期

9 向骥;赵永波;张睿;;基于FPGA的三种信号处理器的集成设计[J];航空计算技术;2005年04期

10 胡航;CFAR处理中检测门限系数的研究[J];火控雷达技术;2005年02期