基于fpga高速实时信号处理技术的研究

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1、电子科技大学硕士学位论文中文摘要在现代电子战中，数字化技术在电子战(EW)接收机中得到广泛的应用。EW接收机覆盖了比较宽的瞬时带宽，信号处理机要实现对信号的实时处理，必须用高速ADC完成模拟信号的数字化。目前数字电路的工作速度还不能与高速ADC速度相匹配，研究高速实时信号处理算法及其工程实现方法显得十分重要。为了大幅度地提高数字信号处理的速度，采用硬件实现信号处理算法已经成为必然趋势。本论文基于大规模FPGA的硬件平台实现数字信号处理算法，从而大幅度地提高信号处理机的处理速度，使得中频信号的实时处理成为现实。本论文主要进行以下两方面的工作：1）研

2、究高性能FFT处理器的FPGA实现。FFT是电子战接收机信号处理的关键算法之一，在数字EW接收机中有着广泛的应用前景。提高FFT处理速度的主要途径是采用流水线结构和并行运算。本论文基于这种思路，采用级联结构提高FFT的流水性能，采用并行的基-4蝶形运算单元提高处理速度，设计了一种1024点的高性能基-4FFT处理器。在系统时钟为100MHz时，完成1024点复数FFT运算仅需要2.56us。2）研究信号检测算法的FPGA实现，获取信号的频率，幅度，相位等参数。本文对两种工程上常用的检测方法进行了分析：单元平均选大的恒虚警检测（GO-CFAR）和滑

3、窗检测，并用FPGA实现了滑窗检测算法，完成了信号参数的快速提取。实验结果表明，本论文提出的算法性能优良，能够满足实际需要。关键词：FFT处理器，CFAR检测，滑窗检测，实时信号处理，FPGAI电子科技大学硕士学位论文AbstractIntoday’selectronicwarfare,digitalsignalprocessingiswidelyusedinelectronicwarfare(EW)receivers.EWreceiverscoverwideinstantaneousbandwidth.Inordertorealizereal-

4、timeprocessing,weusehigh-speedADCtoconvertanalogsignaltodigitalsignal.It’sdifficulttomatchthespeedofdigitalcircuitstohigh-speedADC.Itismoreandmoreimportanttoresearchreal-timesignalprocessingalgorithmandit’simplementation.Usinghardwaretoimplementsignalprocessingalgorithms,isat

5、rendencyofimprovingprocessingspeed.Inthispaper,webaseonFPGAplatformtoimplementdigitalsignalprocessingalgorithms.ItcangreatlyimprovethespeedofIFsignalprocessingandrealizereal-timeprocessing.Themajorcontentofthispaperisconsistedof:1)Researchingtheimplementationofhighperformance

6、FFTprocessorbasedonFPGA.TheFastFourierTransform(FFT)isoneofthemostimportantalgorithmofreal-timesignalprocessing.It’swidelyusedinEWreceivers.ThemainapproachesofimprovingFFTprocessingspeedincludepipelineandparellelarchitecture.Wedesigna1024-pointFFTprocessor,usingradix-4paralle

7、lbutterflies.Itcomputes4paralleldatain1clockcycle.TheFFTprocessorcanprocessframesof18-bitcomplexsamplesatarateoffouroutputsamplesper100MHzclockcycle,thusperforminga1024-pointtransforminapproximately2.56us.2)ResearchingtheimplementationofsignaldetectionbasedonFPGAandacquiringt

8、heparameterofIFsignal,suchasfrequency,amplitudeandphase.Inthispaper,