發(fā)布時間：2017-04-21 14:01

  本文關(guān)鍵詞：基于ARM嵌入式技術(shù)的LFMCW雷達信號處理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：當前雷達設備日新月異,因此研發(fā)雷達信號實時處理系統(tǒng)對我國雷達設備的更新?lián)Q代而言有十分重要的戰(zhàn)略意義。本文則是根據(jù)變周期LFMCW雷達的相關(guān)研究成果,結(jié)合XXX武器外彈道雷達系統(tǒng)的實際需要,設計并實現(xiàn)了基于嵌入式技術(shù)的雷達信號實時處理系統(tǒng)。為了測量并識別XXX武器速射時多個彈丸目標的徑向距離和速度,本課題中的雷達信號處理采用交叉配對式逼近法,即一種采用變周期LFMCW雷達進行多目標識別的方法,雷達接收端只需對一個周期內(nèi)(包括3個調(diào)頻周期)的回波差拍信號進行處理,即可求出多個目標的徑向距離和速度,符合本系統(tǒng)中信號處理實時性的要求。在實現(xiàn)上,根據(jù)系統(tǒng)的總體要求,本文提出一種FPGA數(shù)字信號處理技術(shù)與ARM嵌入式技術(shù)相結(jié)合的雷達信號實時處理系統(tǒng)實現(xiàn)方案。并且完成了該系統(tǒng)中以FPGA芯片為核心的信號采集與處理板的研制與調(diào)試、線性調(diào)頻信號產(chǎn)生與數(shù)字信號功率譜計算的FPGA實現(xiàn)、嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的搭建、FPGA與ARM11接口驅(qū)動程序以及ARM端功率譜分析程序設計,并對其系統(tǒng)性能進行了測試與分析。測試結(jié)果表明本設計成功地實現(xiàn)了FPGA與ARM間的數(shù)據(jù)傳輸并且準確地識別了多個目標。
【關(guān)鍵詞】：變周期LFMCW 多目標識別 實時處理 FPGA ARM11
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN957.51
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 課題的研究背景與意義8
• 1.2 LFMCW雷達的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 線性調(diào)頻連續(xù)波雷達信號處理方法的對比9-10
• 1.4 論文主要研究工作及組織結(jié)構(gòu)10-12
• 2 變周期LFMCW雷達的多目標識別分析12-21
• 2.1 變周期LFMCW雷達實驗系統(tǒng)信號源設計12-13
• 2.1.1 DDS原理12-13
• 2.2 傳統(tǒng)LFMCW雷達體制工作原理13-17
• 2.2.1 傳統(tǒng)LFMCW雷達信號分析14-17
• 2.3 變周期LFMCW雷達信號分析與仿真17-21
• 2.3.1 信號分析17-18
• 2.3.2 建立容差函數(shù)18-19
• 2.3.3 變周期LFMCW雷達信號處理仿真19-21
• 3 變周期LFMCW雷達信號處理系統(tǒng)設計21-35
• 3.1 變周期LFMCW雷達系統(tǒng)21
• 3.2 系統(tǒng)設計要求21-24
• 3.2.1 變周期LFMCW雷達的周期選定21-23
• 3.2.2 系統(tǒng)參數(shù)選定23-24
• 3.3 系統(tǒng)實現(xiàn)方案24-28
• 3.3.1 嵌入式微處理器的選擇25-26
• 3.3.2 FPGA芯片的選擇26-27
• 3.3.3 A/D與D/A芯片選擇27-28
• 3.4 硬件電路設計28-35
• 3.4.1 電源模塊設計28-29
• 3.4.2 FPGA配置電路設計29-30
• 3.4.3 FPGA外部觸發(fā)電路30
• 3.4.4 A/D采樣電路設計30-31
• 3.4.5 D/A轉(zhuǎn)換電路設計31-32
• 3.4.6 XC5VLX85與S3C6410微處理器接口設計32-35
• 4 數(shù)字信號處理的FPGA功能仿真35-54
• 4.1 FPGA功能模塊的總體設計35-36
• 4.2 時鐘模塊36-38
• 4.2.1 時鐘的產(chǎn)生36-37
• 4.2.2 采樣時鐘37-38
• 4.3 線性調(diào)頻信號源產(chǎn)生模塊38-41
• 4.3.1 DDS IP核的生成38-39
• 4.3.2 DDS的控制39-41
• 4.4 A/D采樣控制模塊41-42
• 4.5 FIFO控制模塊42-44
• 4.5.1 FIFO的生成42-43
• 4.5.2 異步FIFO的控制43-44
• 4.6 FFT控制模塊44-47
• 4.6.1 FFT IP核的生成44-47
• 4.6.2 FFT IP核的控制47
• 4.7 功率譜計算模塊47-50
• 4.7.1 塊RAM IP核的生成與控制48-49
• 4.7.2 乘法器IP核的生成與控制49
• 4.7.3 FIFO IP核的生成與控制49-50
• 4.8 FPGA與ARM的接口設計50-54
• 4.8.1 ARM對FPGA的控制設計50-51
• 4.8.2 數(shù)據(jù)傳輸設計51-52
• 4.8.3 系統(tǒng)整體仿真52-54
• 5 基于Linux操作系統(tǒng)的軟件設計54-65
• 5.1 搭建嵌入式Linux系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境54-56
• 5.1.1 安裝交叉編譯工具鏈54-55
• 5.1.2 安裝網(wǎng)絡服務器55-56
• 5.2 FPGA字符設備驅(qū)動程序設計56-62
• 5.2.1 內(nèi)核模塊編程56-57
• 5.2.2 字符設備驅(qū)動結(jié)構(gòu)57-60
• 5.2.3 設備驅(qū)動中的中斷處理60
• 5.2.4 設備驅(qū)動中的阻塞機制60-61
• 5.2.5 Linux下的DMA編程61-62
• 5.3 功率譜分析程序設計62-65
• 6 系統(tǒng)測試與結(jié)果分析65-71
• 6.1 信號源產(chǎn)生電路測試65-66
• 6.2 信號采集電路測試66-67
• 6.3 FPGA驅(qū)動程序測試67-68
• 6.4 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)68-71
• 7 總結(jié)與展望71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-75

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：基于ARM嵌入式技術(shù)的LFMCW雷達信號處理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：320472