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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>>

电子科技大学
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基于FPGA和GPU的外辐射源雷达信号处理平台的研究

外辐射源雷达不发射电磁波信号,而是通过接收目标对调频广播、地面数字电视信号、通信信号、卫星信号等信号反射信号来进行探测与跟踪。由于具有反隐身、抗侦察、抗干扰、生存能力强等诸多优点,外辐射源雷达已经成为现代雷达的一个重要研究方向。外辐射源雷达中的信号处理对硬件平台的运算能力有着较高的要求,信号处理平台已经成为影响外辐射源雷达广泛应用的一个重要因素,所以对外辐射源雷达信号处理平台的研究有重要的现实意义。常规应用的外辐射源雷达信号处理平台中以FPGA和DSP为主,而GPU以其超强的并行计算能力,在距离-多普勒匹配滤波、电磁波到达角(DOA)估计和基于粒子滤波的目标跟踪等算法实现上有着DSP无法比拟的性能,在雷达信号处理领域已效果初显。因此本文对基于FPGA+GPU的外辐射源雷达信号处理平台开展相关研究和实现。本文的主要工作内容如下:(1)对外辐射源雷达信号处理流程进行了分析,为后续信号处理平台的研究提供理论基础。(2)分析GPU的硬件...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
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FPGA在雷达系统设计中的应用技术研究

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...  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
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基于ICS554的无源雷达信号处理模块的设计与仿真

作为无源雷达信号处理系统的关键部件,本课题先是阐述了高速数据采集卡ICS554的硬件功能和操作模式,并着重介绍了FPGA模块的特点及其资源情况。接着分别介绍了FIR数字滤波器和FFT处理器的基本原理,结合上述FPGA芯片的特点,基于模块化的设计思想,提出了一种实现这两个信号处理器的硬件方案。其中本课题的创新点在于对FIR数字滤波器的抽头系数采用SD编码,和对FFT蝶形运算符的处理。在ISE环境中编写Verilog HDL代码,进行综合仿真,仿真结果验证了该方案的正确性。与传统的信号处理器相比,本课题设计的信号处理器具有灵活性好、易扩展、处理速度快、实时性好、占用资源少等特点。  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>

江苏科技大学
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基于FPGA的通用信号处理模块的设计与实现

近年来,以FPGA为代表的可编程逻辑器件取得了快速的发展,FPGA不仅解决了雷达信号处理机小型化、低功耗、高可靠性等问题,而且基于FPGA为核心的信号处理模块以其灵活的设计方式使其越来越多地取代ASIC的市场地位。FPGA是一种半定制的集成电路,设计者可以完全控制设计的实现过程,不需要任何实际的集成电路制造设备。尽管以DSP作为处理核心的雷达信号处理机已经得到广泛应用,但它的缺点是实时性不好,FPGA可以较好地解决这一问题。并且现在FPGA发展迅速,多数已经集成DSP处理模块。因此,FPGA作为通用信号处理模块的核心具有很强的可操作性。基于雷达信号处理的要求,作者设计和完成了一个基于FPGA为核心的通用信号处理模块。该模块以一片大容量的FPGA作为信号处理的核心,使用SDRAM和FLASH进行外部数据存储,单片机作为FPGA和计算机的中介桥梁,通过串口在计算机上对模块进行非实时调试和监控。为了完成本课题,本文在以下几个方面进行研...  (本文共93页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
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稀疏信号处理在雷达检测和成像中的应用研究

稀疏信号处理理论,特别是近年压缩感知理论(Compressive Sensing,CS)的建立和快速发展,为利用稀疏信号处理技术解决雷达实际信号处理问题提供了新的方向。稀疏信号处理技术给我们提供了一个利用少量回波数据精确获取雷达目标信息的框架。近年来,压缩感知的理论和算法有很大发展,国内外研究表明,稀疏信号采样和恢复技术在雷达应用上具有很大的潜力。基于CS的雷达系统可以简化雷达硬件设计,提高系统分辨率,缩短数据获取时间,减少数据存储和传输量以及重构缺损信号。本论文列举了CS理论在雷达目标检测以及成像中的若干应用。利用概念分析、理论推导和实测数据验证等手段对雷达稀疏信号处理的一些新方法进行了研究。最后研究了基于CS的雷达观测矩阵设计以及优化算法的实时处理电路设计。本文的具体工作安排如下:1.针对雷达稀疏信号处理实际应用,结合CS基本理论,对雷达回波信号的稀疏表示、观测矩阵设计、优化问题求解以及对杂波的处理进行了分析。2.提出天波超...  (本文共120页) 本文目录 | 阅读全文>>