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FPGA在雷达信号处理中的应用

近年来,雷达信号处理中杂波抑制能力,随着芯片嵌入技术的发展和数字信号处理理论的成熟,不断得到加强和提高。杂波中的目标检测问题已成为近代雷达理论的一个重要方面。一个完备的杂波抑制系统是MTI、AMTI/MTD、杂波图、CFAR检测技术的综合应用,实现从杂波和噪声环境中检测目标的任务。本论文结合实际项目重点分析了在雷达信号处理系统中使用FPGA完成MTI、AMTI、CFAR检测等功能。在工程开发设计中,采用了EP1S30和EPC16配置芯片,使用ISP模式和串行配置方式,完成信号的数字处理。1动目标显示技术(MTI)运动目标的检测任务就是根据运动目标回波和杂波在频谱结构上的差别,从频率上将它们区分,以达到抑制固定杂波而显示运动目标回波的目的。杂波功率谱C(f)可以分为两部分:C(f)=C1(f)+N 0(1)其中,N 0为均匀分量的功率谱密度。它取决于系统的稳定性。稳定性越高,N 0越小。C1(f)是由杂波特性(包括天线扫描和杂波内...  (本文共4页) 阅读全文>>

西安电子科技大学
西安电子科技大学

FPGA在雷达信号处理中的应用及误差分析

雷达信号处理主要是数字信号处理、计算机、超大规模集成电路(VLSI)和数字电路技术的综合应用。随着现场可编程门阵列(FPGA)的广泛应用,使得基于FPGA数字信号处理的实现在雷达信号处理中有着重要地位。FPGA的体积小、速度快、稳定性好等优点都优于DSP,因此使用FPGA实现将是雷达信号处理的必然发展趋势。同时,FPGA处理过程中的有限字长效应是非常重要的。本文根据雷达信号处理的基本原理,结合当前基于FPGA实现信号处理的能力,对雷达信号处理的FPGA实现进行研究,并且详细分析了处理中的有限字长效应。本文首先对有限字长效应作了简要介绍,在此基础上,对雷达信号处理的FPGA实现及误差作了简要叙述。其次对直接数字频率合成(DDS)的原理及其FPGA的实现作了详细叙述,并且对DDS的杂散进行了详细的分析。然后介绍了脉冲压缩的原理及其FPGA的实现,并且对其误差进行分析。最后讨论了FIR滤波器的原理及它的有效字长效应。  (本文共56页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

雷达信号处理算法的硬件实现

如今雷达技术之所以能够取得快速的发展,非常重要的一个原因就是数字信号处理技术在雷达系统中的应用。自从现场可编程门阵列(FPGA)出现后,就以其特有的优势迅速在数字信号处理中获得了广泛的应用。因此,雷达信号处理中的很多算法都是通过FPGA来实现的。本文重点研究了脉冲压缩和单脉冲测角的原理,列举出几种常用的实现方法,并比较它们之间的特点。在此基础上,分别选择时域实现的方法以及振幅和差单脉冲测角算法,运用verilog硬件描述语言设计出了脉冲压缩算法和单脉冲测角算法的FPGA代码。脉冲压缩算法的实现结构主要是由寄存器,乘法IP核等组成。其数据处理流程是将输入的数据存入寄存器中,然后通过乘法IP核和加法运算来完成卷积运算,得到脉冲压缩的结果。单脉冲测角算法的实现结构主要是由寄存器、脉冲压缩模块和除法器模块构成。其数据处理流程是将输入的“差信号”与“和信号”分别存入两组寄存器中,然后通过脉冲压缩模块对其进行脉冲压缩处理,并将脉冲压缩结果送...  (本文共58页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
西安电子科技大学

基于FPGA的雷达信号处理模块设计

现代雷达技术对信号处理的倚重越来越多,而且要求也越来越高。超大规模数字集成电路技术的快速发展,加速了数字集成电路在雷达信号处理领域的应用。如何利用大规模集成电路对雷达信号实现更快速处理的研究迫在眉睫。论文针对雷达信号处理平台的发展趋势,主要研究运用现场可编程门阵列实现雷达信号处理的标准化和规范化设计。首先,对常用的雷达信号处理模块进行了分析,基于FPGA设计了数字下变频和数字波束合成,利用了分时复用的设计思想,并规范接口设计。其次,研究雷达信号处理中的高速数据传输和差错控制。然后,根据以上设计及大量实践提出基于FPGA的雷达信号处理开发流程,并提出FPGA的设计原则、技巧及优化方法,这对工程实现具有非常大的实际意义。最后,总结了论文的不足,对未来的工作进行了展望。  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连海事大学
大连海事大学

基于FPGA实现雷达信号处理和图像显示的算法研究

在船舶交管系统中,雷达信息处理是最重要的组成部分。视频回波处理中的杂波处理要求实时性很高,大约要在一个距离单元的时间(0.05---0.1us)内完成。杂波处理如恒虚警处理本身比较复杂,这类处理过程又要求快速,图像显示系统要求及时的把接收到的雷达方位数据从极坐标转换成直角坐标。在软件上实现这些算法虽然精度可以达到,但是实时性问题不能满足。FPGA在数字信号处理领域有非常广阔的应用前景,以其优良的性能在数字信号处理中发挥了重大的作用。CORDIC算法可以在硬件上以很高的精度实现一些函数和运算。针对以上几点,本文提出了利用CORDIC算法,基于FPGA来实现雷达信号处理和图像显示的算法研究,用硬件来实现正弦、余弦、正切、乘法、除法、指数和对数等基本函数和运算,把他们设计成为可重用的IP core,这样可以满足实时性和精度的问题。从而在将来的算法研究中方便的调用,在一定程度上降低研究的难度。围绕雷达信号处理和图像显示,本次课题设计主要...  (本文共78页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

多功能低空三坐标雷达信号处理系统的设计与实现

在我国低空空域管理改革的大背景下,低空空域将逐渐开放,各种低空、超低空飞行任务日益增多,但是小范围的气象灾害在3Km以下的低空会经常出现,对低空飞行器的安全造成严重威胁,因此在对低空飞行器进行监控和管理的同时,还需对低空空域的气象环境进行监测,而设计专用的低空补盲气象雷达将大大增加设备投入及其寿命周期成本,且会增加相互的辐射干扰,同时在通航小机场部署也不合算。而具有波束指向灵活、扫描方式多样优势的多功能低空监视雷达可以满足这一需求。本文从雷达目标监视信号处理和气象探测信号处理两个方面出发,在对信号处理过程中的关键算法和两种工作模式兼容性研究的基础上,针对多功能低空三坐标雷达信号处理系统的设计与工程实现过程中存在的问题以及解决方法展开研究,完成了该信号处理系统在软硬件等关键环节的设计,并对系统进行了验证。论文具体结构如下:首先,对多功能低空三座标雷达两种主要工作模式(目标监视与气象探测)中信号处理的关键算法进行分析。主要包括目标监...  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>