本文關(guān)鍵詞：基于FPGA彈載雷達信號處理機系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)

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【摘要】：本文主要介紹毫米波雷達導(dǎo)引頭信號處理機的設(shè)計與開發(fā)。信號處理機是雷達導(dǎo)引頭的核心部件,首先信號處理機需要負責(zé)回波數(shù)據(jù)的處理,檢測識別出待攻擊目標(biāo),然后信號處理機根據(jù)信號檢測結(jié)果生成相應(yīng)的控制指令,用以協(xié)調(diào)其他分系統(tǒng)工作。隨著雷達信號處理技術(shù)的快速發(fā)展,處理算法復(fù)雜度增加、數(shù)據(jù)量成倍增長,對信號處理機性能也提出更高的要求。本文首先根據(jù)相關(guān)指標(biāo)確定信號處理系統(tǒng)的工作體制與發(fā)射波形,從而明確信號處理機的工作流程,并完成信號處理機的總體設(shè)計。該雷達導(dǎo)引頭具有脈沖多普勒和步進頻率兩種工作體制,由于導(dǎo)引頭工作在毫米波波段,較小的運動速度也會引起較大的多普勒頻移,因此針對運動目標(biāo)采用脈沖多普勒工作體制；對于慢速或靜止目標(biāo),導(dǎo)引頭采用步進頻率工作體制,在該體制下通過多個脈沖的相參合成,獲得目標(biāo)場景的高分辨一維距離像,通過高分辨的一維距離像完成對目標(biāo)的檢測和識別。同時,為了提高雷達作用范圍,本導(dǎo)引頭采用簡單脈沖和線性調(diào)頻脈沖兩種發(fā)射波形。最后,給出了不同模式下的信號處理過程及整個信號處理機的工作流程。由于彈載平臺的特殊性,促使雷達導(dǎo)引頭信號處理機朝著小型化、低功耗、高可靠性的方向不斷發(fā)展。綜合考慮各種方案,在此選擇FPGA+DSP的系統(tǒng)架構(gòu),其中FPGA選取Xilinx公司Virtex-6系列,DSP選擇TI公司的]TMS320C6416。通常情況下,底層信號處理算法處理的數(shù)據(jù)量較大、對處理速度要求比較高,但其運算結(jié)構(gòu)相對簡單,適于FPGA進行硬件實現(xiàn),如：脈沖壓縮、脈沖積累、濾波、恒虛警檢測等。頂層處理算法相對來說需要處理的數(shù)據(jù)量較少,但控制結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,適用于運算速度高、尋址方式靈活、接口資源豐富的DSP來實現(xiàn)。在完成信號處理機的任務(wù)劃分后,即可根據(jù)FPGA的設(shè)計規(guī)則、綜合考慮理論算法的成熟度完成FPGA部分的系統(tǒng)開發(fā)。最后,綜合考慮現(xiàn)有條件提出一套現(xiàn)實可行的測試驗證方案,驗證FPGA系統(tǒng)功能的正確性。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN957.51

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本文編號：1146733