FPGA在雷达系统设计中的应用技术研究.pdf

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1、FPGA在雷达系统设计中的应用技术研究作者姓名楚佳乐学校导师姓名、职称赵永波教授领域电子与通信工程企业导师姓名、职称张田仓高工申请学位类别工程硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1202121411分类TN82号TN95密级公开西安电子科技大学硕士学位论文FPGA在雷达系统设计中的应用技术研究作者姓名：楚佳乐领域：电子与通信工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：赵永波教授企业导师姓名、职称：张田仓高工提交日期：2014年12月AStudyofFPGATechnologyApplicationinRadarSystemDesignAthesissu

2、bmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationEngineeringByChujialeSupervisor:ZhaoyongboZhangtiancangDecember2014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

3、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

4、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：摘要摘要近年来，随着雷达及其相关领域技术的发展，雷达在人类生活及军事中肩负起越来越重要的责任。雷达信号处理系统作为雷达系统的重要组成部分，近年来也随着DSP和FPGA的大量引入发展迅速。特别是FPGA具备可并行处理、体积小、速度快等特点，在各数字系统中使用量大大增加。FPGA已经具备实现整个雷达信号处理的能力，因此基于FPGA数字信号处理的实现在雷达信号处理中占有重要地位。本文针对FPGA在雷达系统设计中的应用技术展开研究，主要讲述三部分内容：1.详细介绍了雷

5、达信号处理算法和多功能性设计。现代雷达对其功能的要求越来越多样化。针对这一要求，本文设计的信号处理系统可根据不同需求适时改变工作模式。针对不同的工作模式，各个信号处理算法参数可实现实时配置。随后依次介绍了雷达信号处理的基本算法理论。重点研究了FIR实现自适应MTD滤波器的设计方法，并进一步介绍了滑动MTD实现方法。2.详细介绍了雷达信号处理检测算法。雷达的根本任务是检测目标，雷达信号处理的目的也是提高检测概率。首先介绍了CFAR检测的基本原理。然后按其处理方式分类分别研究了单元平均恒虚警检测和杂波图恒虚警检测。针对单元平均恒虚警检测分别研究了单元平均、单元平均选大、单元平

6、均选小3种恒虚警处理方法，并进一步给出了其二维实现的方法。针对各恒虚警检测方法，本文从检测概率及检测损失两个方面分析了其各自的检测性能。3.结合实际工程项目，详细介绍了某雷达系统的FPGA设计。该雷达信号处理系统由AD定时采样板及多块信号处理板组成。信号处理由FPGA和DSP共同实现。FPGA完成定时控制、AD采样、数字下变频、脉冲压缩、恒虚警检测及与各雷达系统通信等工作。依次介绍了FPGA各模块的程序设计及实现方法，重点描述了脉冲压缩模块和定时控制模块。脉冲压缩模块采用分时复用FFT核的方法实现了多通道大数据量的脉冲压缩处理。定时控制模块实现了多工作模式雷达的复杂时序控

7、制。经过实验室调试和外场实测验证后，FPGA工作正常，信号处理系统实现了预期功能。关键词：现场可编程门阵列，雷达信号处理，脉冲压缩，恒虚警检测论文类型：应用基础技术I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTInrecentyears,withthedevelopmentofradartechnologyandtheexpansionofrelatedareas,radarisplayingamoreandmoreimportantroleinhumanlifeandmilitary.Asanimport