基于fpga的fmcw isar成像雷达距离向数据分析与处理

《基于fpga的fmcw isar成像雷达距离向数据分析与处理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中文图书分类号：TP391密级：公开UDC：38学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目:基于FPGA的FMCWISAR成像雷达距离向数据分析与处理论文作者：李亮学科：信息与通信工程指导教师：赛景波论文提交日期：2017年5月UDC：38学校代码：10005中文图书分类号：TP391学号：S201402081密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目:：基于FPGA的FMCWISAR成像雷达距离向数据分析与处理英文题目:：ANALYSISANDPROCES

2、SINGOFRANGEDATAOFFMCWISARIMAGINGRADARBASEDONFPGA论文作者：：李亮学科：：信息与通信工程研究方向：：嵌入式系统申请学位：：工学硕士指导教师：：赛景波副教授所在单位：：信息学部答辩日期：：2017年5月授予学位单位：：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书

3、而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：李亮日期：2017.5.3关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：李亮导师签名：赛景波日期：2017.5.3摘要摘要雷达是现代科学技术发展中的一大重要成就，不同种类的雷达中，逆合成孔径雷达凭

4、借其针对运动目标成像的特点，被广泛应用于各个领域。本课题主要研究一种基于FPGA的逆合成孔径（ISAR）成像雷达距离向数据的分析与处理，通过发射和接收调频连续波（FMCW）对物体进行探测，最终使用Artix-7系列开发板以及xilinx公司的vivado开发套件，对雷达回波数据进行采集，存储及距离向数据的算法处理，以此完成距离2-30米，RCS为0.1m2-1m2，低速运动目标的成像显示。相比于传统的成像雷达设备，本课题的ISAR雷达更为轻便，成本较低，便于民用。主要研究内容如下：（1）使用xi

5、linx公司新型的vivado开发套件和Artix-7系列开发板进行整个系统软件部分的框架搭建和整体分析。在整体上，将课题分为三大模块，分别是回波数据采集模数转换模块，距离向数据处理模块以及数据缓存模块。并对各个模块的时钟进行分析，最终使用vivado开发套件中的clockingwizardIP核对晶振时钟进行分频，得到每个模块所需的时钟速率。（2）在回波数据采集和模数转换模块中，本课题使用Artix-7开发板上自带的XADC采集模数转换卡和FIFO缓存机制进行雷达回波数据的采集和转换。由于无需

6、使用外带的数据采集卡，从而有效的提高了整个系统的完整度和集成度。（3）对FMCWISAR成像雷达的原理及关键算法进行分析和研究，使用RD（Range-Dollper即距离多普勒）经典算法为基础进行成像，并在开发和研究过程中，根据硬件部分雷达前端对回波信号进行的去斜处理方式和开发板资源的情况，对RD算法中距离向压缩算法进行分析和改进，使其更加简单有效，最终使用改进后的去斜算法作为本课题距离向压缩的处理方式。改进后的算法节省了Artix-7开发板的资源并使整个成像系统的数据处理更为快速，同时通过算法

7、处理结果的分析，证实了此算法可以达到距离压缩的目的。（4）在数据缓存模块中，本课题使用基于单通道的DDR3SDRAM芯片和FIFO缓存队列相结合的方式，实现处理后大批量回波数据的高速缓存。通过对DDR3SDRAM各个接口信号读写功能和地址结构的分析论证，使用独有的非按地址累加顺序的读取地址选择方式，将DDR3中存储的距离向处理后数据读出并交给方位向处理，使后续方位向压缩模块中数据处理的速度得到了一定的提高。I北京工业大学工学硕士学位论文（5）系统测试平台的搭建，使用测试平台以距雷达2-30米范围

8、，RCS为0.35m2，低速运动的金属板为目标，对整个成像系统进行全面和完整的测试，通过对不同距离目标采集到的回波频率的变化以及最终输出的全部算法处理后数据和最终金属板的成像结果的分析，证明了本课题ISAR成像系统的各项指标均能满足要求，并可以对近距离低速目标进行成像处理。关键词：ISAR；雷达成像；FMCW；距离向；FPGAIIAbstractAbstractRadarisoneofthemostimportantachievementsinthedevelopmentofscience.In