雷达信号处理系统设计与FPGA实现

发布时间：2017-07-20 16:23

  本文关键词：雷达信号处理系统设计与FPGA实现

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【摘要】：随着雷达技术的不断发展,雷达的应用领域越来越广泛。雷达信号处理系统作为雷达系统的重要组成部分,在雷达系统中发挥着重要作用。基于DSP芯片在处理复杂算法上灵活实现的优势和FPGA芯片在处理大数据量上快速实现的优势,本文研究的雷达信号系统选用“DSP+FPGA”的架构作为其硬件平台。基于FPGA可并行处理、体积小、速度快等特点,可利用FPGA来实现定时控制、部分信号处理算法和接口通信。本文针对FPGA在雷达信号处理系统中的应用技术及其实现展开研究。首先,本文讲述了雷达信号处理系统的功能需求,表明该信号处理系统主要由定时控制板、信号处理板、存储板、背板和系统电源组成,并简要介绍了它们在信号处理分系统中的作用。接着对信号处理系统的硬件设计做了概述,其中主要介绍了定时控制板和信号处理板的硬件结构设计。然后根据FPGA芯片所需要完成的功能,对雷达信号处理系统的FPGA进行了方案设计。其次,本文详细介绍了所设计的方案在FPGA中的具体实现。其主要分两部分,一部分是信号处理模块的FPGA实现,另外一部分是接口通信的FPGA实现。本文对FPGA的各个处理模块及其具体实现作了详细描述,并画出了各个模块的处理流程图。其中有服务于整体的时钟模块、复位模块、控制信号产生模块和自检模块,还有信号处理算法模块如A/D采样模块、数字中频正交采样模块、抗异步干扰模块和点迹合并模块。关于接口通信,信号处理系统主要用到的通信方式有链路口、串口和光纤。本文详细介绍了每种通信方式的发送和接收模块,并对发送和接收信号的产生和传输过程做了详细描述。在工程项目中,该定时控制板根据方案设计,实现了所需功能,达到了预期效果,帮助信号处理系统完成了整个系统的研发工作。
【关键词】：雷达信号处理系统 FPGA 信号处理模块 接口
【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
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-15
• 第一章 绪论15-19
• 1.1 研究背景及意义15-16
• 1.2 研究现状及发展趋势16-17
• 1.3 论文内容及安排17-19
• 第二章 雷达信号处理系统整体设计19-35
• 2.1 雷达信号处理系统功能需求19-23
• 2.1.1 定时控制20
• 2.1.2 A/D采样20
• 2.1.3 数字中频正交采样20-21
• 2.1.4 抗异步干扰21
• 2.1.5 脉冲压缩21-22
• 2.1.6 MTD22
• 2.1.7 CFAR检测22-23
• 2.1.8 接口通信23
• 2.2 雷达信号处理系统硬件设计23-30
• 2.2.1 雷达信号处理系统组成23
• 2.2.2 定时控制板硬件设计23-28
• 2.2.3 信号处理板硬件设计28-29
• 2.2.4 存储板设计29-30
• 2.2.5 背板设计30
• 2.2.6 系统电源设计30
• 2.3 雷达信号处理系统的FPGA方案设计30-34
• 2.3.1 FPGA中整体方案设计30-31
• 2.3.2 FPGA中信号处理设计31-33
• 2.3.3 FPGA中接口通信设计33-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 信号处理模块的FPGA实现35-49
• 3.1 时钟管理模块35-36
• 3.2 系统复位模块36-37
• 3.3 控制信号产生模块37
• 3.4 A/D采样模块37-39
• 3.5 数字中频正交采样模块39-43
• 3.5.1 低通滤波法数字中频正交采样原理简介39-40
• 3.5.2 数字中频正交采样在FPGA中的具体实现40-42
• 3.5.3 数字中频正交采样模块调试结果42-43
• 3.6 抗异步干扰模块43-46
• 3.6.1 抗异步干扰处理43-44
• 3.6.2 奇异点剔除处理44-45
• 3.6.3 抗异步干扰模块的调试结果45-46
• 3.7 点迹合并模块46-48
• 3.8 自检模块48
• 3.9 本章小结48-49
• 第四章 接口通信的FPGA实现49-59
• 4.1 链路口通信49-52
• 4.1.1 链路口的发送与接收模块49-50
• 4.1.2 链路口在FPGA中的具体实现50-52
• 4.2 串口通信52-56
• 4.2.1 串口的发送和接收模块52-54
• 4.2.2 串口在FPGA中的具体实现54-56
• 4.3 光纤通信56-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第五章 总结与展望59-61
• 参考文献61-63
• 致谢63-65
• 作者简介65-66

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3 ;雷达信号处理重点实验室1997年科研情况[J];西安电子科技大学学报;1997年S1期

4 孙晓闻,张林让,吴顺君;脉冲多卜勒雷达信号处理系统的仿真[J];系统仿真学报;2002年11期

5 刘伟,李海,曾涛;面向对象通用雷达信号处理程序框架的设计与实现[J];北京理工大学学报;2004年08期

6 何宾,汪晓男;一种雷达信号处理系统新体系结构的设计[J];现代雷达;2004年10期

7 杨s，

本文编号：568955