雷达信号处理动目标检测的设计与实现

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1、雷达信号处理动目标检测的设计与实现作者姓名陈付锁导师姓名、职称史江义副教授一级学科电子科学与技术二级学科集成电路系统设计申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年11月学校代码10701学号1211122784分类TN82号TN4密级公开西安电子科技大学硕士学位论文雷达信号处理动目标检测的设计与实现作者姓名：陈付锁一级学科：电子科学与技术二级学科：集成电路系统设计学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：史江义副教授提交日期：2014年11月DesignandImplementationofMTDinRadarSig

2、nalProcessingAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicScienceandTechnologyByChenfusuoSupervisor:A.Prof.ShijiangyiNovember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，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

3、成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。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。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查

4、阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要作为雷达系统的重要组成部分，雷达信号处理器决定着雷达信号的处理方式和检测结果，其性能的提升极大地推动着雷达系统的发展。随着数字信号处理技术（DSP）和超大规模集成电路技术（VLSI）的高速发展，雷达信号的产生和处理朝着数字化的方向迅速发展，促使雷达信号处理向着系统化、小

5、型化、高速化的方向发展。动目标检测技术（MTD）是雷达信号处理中一项重要的技术手段，通过对相干处理间隔内的多组回波脉冲作相参处理，使回波信号的信噪比得到改善，从而使得雷达在复杂背景中发现目标的能力得到提高。MTD技术有两种常用的实现方式，分别基于FFT和FIR滤波器组实现。考虑两种实现方式的优缺点，提出结合FFT和FIR两种处理方式的动目标检测实现方法可以在有限的硬件消耗的基础上满足动目标检测的技术要求，这也是本文奋斗的目标。本文基于DSP的基本理论，首先研究了快速傅里叶算法（FFT）的意义以及按时域抽取基2FFT的

6、基本原理，接着分析了原位计算和固定结构两种运算流图以及固定结构运算流图的三种实现结构，最后确定了采用乒乓操作方式完成8~4096点可变点FFT的RTL设计。本文设计的可变点FFT采用双碟形运算单元结构，两级蝶形运算连续处理，数据隔级进行缓存且数据存储本身也是乒乓存储，极大地减少了硬件消耗。本文基于雷达信号处理的基本理论，首先研究了动目标检测的基本理论，包括多普勒频率、快时间维和慢时间维采样、脉冲多普勒处理等，接着本文结合FFT和FIR两种处理方式完成可配置MTD电路的RTL设计。本文提出一种可配置存储复用的MTD电路

7、，减小了检测能力与成本之间的矛盾和检测方式的单一性，提高了雷达信号处理器的抗干扰能力和应用范围。通过MATLAB软件建立相应的算法模型，对比MATLAB的处理结果与硬件电路的处理结果，从而完成可变点FFT以及MTD电路两种工作模式的功能验证。-4验证结果表明，可变点FFT的功能正确，相对误差小于10；基于FFT和FIR的动目标检测功能正确，其径向速度的测量误差均小于0.6m/s。性能分析显示可变点FFT的最大工作频率为182.993MHz；整体电路的最大工作频率为204.300MHz。最后，在SMIC0.13um工艺

8、条件下完成了可变点FFT的逻辑综合，其最大工作频率为250MHz。关键词：雷达信号处理，动目标检测，快速傅里叶变换，FIR滤波器组论文类型：应用基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTAsanimportantpartofradarsystem,theradarsignalprocessordetermine