本文選題：ISAR + ZYNQ�。� 參考：《西南交通大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：雷達成像技術(shù)已有50多年的歷史了,隨著近年來集成電路和成像算法的不斷發(fā)展和應(yīng)用,雷達成像技術(shù)在國防和民用領(lǐng)域中都取得了重要的應(yīng)用。它不僅僅提高了雷達對感興趣目標的信息獲取能力,而且為探測非合作目標提供了一種額外的方式,是雷達發(fā)展歷史上的一個里程碑,也是雷達領(lǐng)域的一個研究熱點。一般來說,成像雷達包括合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar, SAR)成像和逆合成孔徑雷達(Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR)成像,它們的基本原理相同,都是在距離向和方位向上分別對目標的回波信號進行處理,而在具體的成像體制上,SAR是利用雷達平臺的運動形成合成孔徑來對固定區(qū)域成像,ISAR是利用靜止不動的雷達平臺對運動目標進行成像。Xilinx公司推出的ZYNQ-7000系列產(chǎn)品上集成了最新工藝的ARM處理器和FPGA邏輯資源,并為該系列產(chǎn)品提供了豐富的的開發(fā)工具,評估板和軟件支持包。作為新一代的SOPC (System on a Programmable Chip), ZYNQ-7000可以通過片上的ARM處理器提供完善的片上集成外設(shè)和豐富標準接口,又可以通過FPGA獲得較高的計算性能和數(shù)據(jù)傳輸能力。ADI公司推出的AD9361是一款雙發(fā)雙收處理器,集成了12位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器,工作頻率范圍在70MHz-6GHz,囊括了眾多協(xié)議中使用的免授權(quán)頻段和其他可用頻段,使其可以有廣泛的應(yīng)用場景。該芯片還具有實時監(jiān)控、自動控制增益、接收靈敏度高、控制方式靈活、功耗小等特點。本文研究了以ZYNQ為主控制器,以AD9361為協(xié)處理器的ISAR系統(tǒng)。在系統(tǒng)硬件方面,首先分析了ISAR成像的基本原理和常用算法,再根據(jù)ISAR信號處理對信號源的需求,進行系統(tǒng)框架設(shè)計,劃分功能模塊,調(diào)研上述芯片對應(yīng)的評估板的技術(shù)參數(shù)和系統(tǒng)性能,設(shè)計了基于ZYNQ和AD9361的硬件解決方案。在系統(tǒng)軟件方面,首先調(diào)研了Xilinx公司和ADI公司推薦的各種評估板的驅(qū)動方式,再結(jié)合現(xiàn)有的條件,基于Matlab和Xilinx提供的SDK設(shè)計并實現(xiàn)了控制軟件以驅(qū)動硬件系統(tǒng)完成對信號收發(fā)以及回波數(shù)據(jù)存儲。為驗證系統(tǒng)功能,對系統(tǒng)進行了兩項測試,包括測試系統(tǒng)的信號收發(fā)功能和系統(tǒng)能正常工作的最大信號帶寬。最后將系統(tǒng)部署到兩個不同的實際場景中進行實測,并對實測回波數(shù)據(jù)進行ISAR信號處理。實測結(jié)果驗證了系統(tǒng)的可行性,表明該系統(tǒng)能完成目標的信息獲取。
[Abstract]:Radar imaging technology has been used for more than 50 years. With the development and application of integrated circuits and imaging algorithms in recent years, radar imaging technology has obtained important applications in the field of national defense and civil affairs. It not only improves the information acquisition ability of radar to the target of interest, but also provides an additional way to detect non-cooperative targets. It is a milestone in the history of radar development and a research hotspot in the field of radar. Generally speaking, imaging radars include synthetic Aperture radar (SAR) imaging and inverse Synthetic Aperture Radarimaging (ISAR) imaging. They are based on the same principles and are used to process the echo signals of the target in both the range and azimuth directions, respectively. In the specific imaging system, the SAR is to use the motion of radar platform to form synthetic aperture to image the fixed area. It is the ZYNQ-7000 series product set which uses the stationary radar platform to image the moving target. Xilinx Company Become the newest ARM processor and FPGA logic resource, And for the series of products to provide a wealth of development tools, evaluation board and software support package. As a new generation of SOPC system on a Programmable ChipP, ZYNQ-7000 can provide complete on-chip integrated peripherals and rich standard interfaces through on-chip ARM processors. FPGA can also achieve high computing performance and data transmission capability. ADI AD9361 is a dual transmitter and dual-receive processor, which integrates 12-bit digital-to-analog converter and analog-to-digital converter. The operating frequency ranges from 70MHz to 6GHz, which includes the non-authorization band and other available frequency bands used in many protocols, which makes it possible to have a wide range of application scenarios. The chip also has the characteristics of real-time monitoring, automatic gain control, high receiving sensitivity, flexible control mode and low power consumption. In this paper, a ISAR system with ZYNQ as main controller and AD9361 as coprocessor is studied. In the aspect of system hardware, firstly, the basic principle and common algorithms of ISAR imaging are analyzed. Then, according to the demand of ISAR signal processing for signal source, the system frame is designed and the function module is divided. The hardware solution based on ZYNQ and AD9361 is designed by investigating the technical parameters and system performance of the evaluation board. In the aspect of system software, firstly, the driving methods of various evaluation boards recommended by Xilinx Company and ADI Company are investigated, and then combined with the existing conditions, Based on the SDK provided by Matlab and Xilinx, the control software is designed and implemented to drive the hardware system to receive and receive signals and store echo data. In order to verify the system function, two tests were carried out, including the signal transceiver function of the test system and the maximum signal bandwidth of the system. Finally, the system is deployed to two different real scenes to carry out the actual measurement, and the ISAR signal processing of the measured echo data is carried out. The experimental results verify the feasibility of the system and show that the system can achieve the target information acquisition.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN957.52

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本文編號：1793632