基于FPGA的雷达信号处理系统的设计

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1、武汉科技大学硕士学位论文第1页摘要近年来，随着科学技术的发展，雷达已经广泛应用于生产生活的诸多领域，尤其在工业生产安全中也起着重要的作用，但由于雷达较高的成本、较高的技术要求等因素的限制，使雷达在工业生产中未得到广泛的应用。所以提高雷达测距的精度、可靠性和降低成本成为国内外许多学者的研究课题。现场可编程逻辑器件FPGA(现场可编程门阵列)的发展及EDA技术的广泛应用，为雷达信号处理的方法开拓了广阔的发展空间。FPGA的发展为基于硬件的算法模块的实现提供了可能性，同时节省了外围电路，使算法模块的集成度大大提高。本文以FPGA为核心，代替DSP器件进行高速数字信号处理的

2、工作，用硬件描述语言和原理图输入进行了硬件设计，然后由FPGA实现TFFT(快速傅里叶变换)，最终达到对雷达信号处理的目的。使用FPGA避免了其它微处理器在恶劣条件下程序跑飞、程序死循环、复位不可靠等问题，提高了控制的可靠性。同时加强了模块的通用性，减少了系统硬件开发周期，节省了外围设备的电路，降低了设计开发成本。关键词：雷达；li'PGA；信息处理；Fli，I’FPGAandthenrealizedtheFFT，andultimatelyachievingthepurposeoftheradarsignalprocessing．DesigningonCallimp

3、rovethereliabilityofthecontrolandavoidsomeproblems，likeprogrammefleet，deadloopandabnormalreset，whichaccurtoothermicroprocessors．Itnotonlyenhancestheversatilityofthemoduleandreducesthehardwaredevelopmentcycle，butalsosimplifiestheperipheralcircuitandreducesthecostofthedesign．Keywords：Rad

4、ar：FPGA；InformationProcessing；FFT武汉科技大学硕士学位论文目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．Abstract⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯目录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1．1前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1．2课题的研究背景、研究目的和研究意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯1．3本课题的主要研究内容与论文的组织结构⋯⋯⋯⋯⋯第二章FPGA设计简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2．1可

5、编程逻辑器件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2．22．32．4第三章3．13．23．33．4第四章4．14．24．34．42．1．1ASIC的分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．42．1．2FPGA器件简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5Altera公司Cyclone型FPGA器件简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5Altera系列FPGA开发语言和开发环境⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62．3．1概j苤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62．3．2硬件描述语言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62．3．3Qu

6、artusII集成开发环境介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。62．3．4Modelsim集成开发环境介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。6FPGA的设计要点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯72．4．1概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯72．4．2自顶向下(Top．Down)设计理念⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯72．4．3FPGA系统的设计流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8雷达传感器简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9接口与原理框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯103．1．1外观及原理框

7、图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．103．1．2接口定义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．123．1．3参数说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．12性能说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．12应用原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯133．3．1对静态物体进行距离测量的FMCW雷达⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯133．3．2对运动物体的距离和速度同步测量的FMCW雷达⋯⋯⋯⋯⋯13雷达模块安装说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16FFT原理及硬件实现结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯