弹载雷达信号处理机系统设计与开发

《弹载雷达信号处理机系统设计与开发》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、弹载雷达信号处理机系统设计与开发作者姓名李琛导师姓名、职称刘峥教授一级学科控制科学与工程二级学科导航、制导与控制申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1202121239分类TN82号TN957.5密级公开西安电子科技大学硕士学位论文弹载雷达信号处理机系统设计与开发作者姓名：李琛一级学科：控制科学与工程二级学科：导航、制导与控制学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：刘峥教授提交日期：2014年12月SystemDesignandDevelopmentofMissile-borneRada

2、rSignalProcessorAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinControlScienceandEngineeringByLichenSupervisor:Prof.LiuzhengDecember2014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

3、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，允许查阅、借阅论文；学校可以公

4、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：摘要摘要本文以某毫米波雷达导引头信号处理机的设计与开发为主题，按照设计思路与开发流程，依次对信号处理机的硬件平台设计，以及信号处理机FPGA部分的系统设计与算法实现进行了介绍。本文首先介绍了雷达导引头的工作体制和发射波形。该雷达导引头具有脉冲多普勒和步进频率两种工作体制，由于导引头工作在毫米波波段，目标较小

5、的运动速度也会引起较大的多普勒频移，因此针对运动目标采用脉冲多普勒工作体制，对于慢速或静止目标，导引头采用步进频率工作体制，在该体制下通过多个脉冲的相参合成，获得目标场景的高分辨一维距离像，通过高分辨的一维距离像完成对目标的检测和识别。雷达导引头同时拥有简单脉冲和线性调频脉冲两种发射波形，近距离采用简单脉冲发射波形，远距离则采用线性调频脉冲发射波形，通过这两种发射波形的配合使用，可有效的提高雷达导引头的作用范围。信号处理机硬件平台采用了FPGA+DSP的系统架构，其中选取了一片Xilinx公司最新的Kintex-7系列的低

6、功耗、高性能FPGA作为主要的信号处理器，承担大部分的信号处理任务，同时选取一片低功耗的DSP作为辅助信号处理器。本文中的算法开发内容主要围绕FPGA展开，首先通过任务划分明确了FPGA在不同工作体制下所承担的功能和任务。由于雷达导引头具有多种工作体制和发射波形，这就要求FPGA内的算法功能可重配置。本设计中根据统一的系统控制码调整内部模块功能以及数据流的走向，从而使FPGA可以根据不同工作体制和发射波形调整内部的信号处理流程，完成相应的信号处理任务。在明确了FPGA内部的顶层设计之后，本文紧接着介绍了在不同工作体制下，主

7、要的信号处理算法的原理以及FPGA实现，这些信号处理算法有数字下变频（DDC,DigitalDownConverter）、脉冲压缩、动目标检测（MTD,MovingTargetDetection）、像拼接、单元平均恒虚警（CA-CFAR,CellAverage-ConstantFalseAlarmRate）。最后根据现有条件，本文提出了一个针对FPGA部分的测试验证方案，本方案将FPGA部分的算法和功能划分为前端和后端两部分分别予以验证。通过对前端和后端的理论仿真、功能仿真和硬件测试验证的层级验证，验证了FPGA功能实现的

8、正确性。关键词：脉冲多普勒，步进频率，雷达信号处理机，FPGA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IIABSTRACTABSTRACTWiththethemeofdesigninganddevelopingasignalprocessorforamillimeterwaveradars