彈載雷達(dá)信號處理機(jī)系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā).pdf

1、本文以某毫米波雷達(dá)導(dǎo)引頭信號處理機(jī)的設(shè)計與開發(fā)為主題，按照設(shè)計思路與開發(fā)流程，依次對信號處理機(jī)的硬件平臺設(shè)計，以及信號處理機(jī) FPGA部分的系統(tǒng)設(shè)計與算法實現(xiàn)進(jìn)行了介紹。
　　本文首先介紹了雷達(dá)導(dǎo)引頭的工作體制和發(fā)射波形。該雷達(dá)導(dǎo)引頭具有脈沖多普勒和步進(jìn)頻率兩種工作體制，由于導(dǎo)引頭工作在毫米波波段，目標(biāo)較小的運(yùn)動速度也會引起較大的多普勒頻移，因此針對運(yùn)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(jìn)頻率工作體制，在

2、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。雷達(dá)導(dǎo)引頭同時擁有簡單脈沖和線性調(diào)頻脈沖兩種發(fā)射波形，近距離采用簡單脈沖發(fā)射波形，遠(yuǎn)距離則采用線性調(diào)頻脈沖發(fā)射波形，通過這兩種發(fā)射波形的配合使用，可有效的提高雷達(dá)導(dǎo)引頭的作用范圍。
　　信號處理機(jī)硬件平臺采用了FPGA+DSP的系統(tǒng)架構(gòu)，其中選取了一片Xilinx公司最新的Kintex-7系列的低功耗、高性能FPGA作為主

3、要的信號處理器，承擔(dān)大部分的信號處理任務(wù)，同時選取一片低功耗的DSP作為輔助信號處理器。本文中的算法開發(fā)內(nèi)容主要圍繞FPGA展開，首先通過任務(wù)劃分明確了FPGA在不同工作體制下所承擔(dān)的功能和任務(wù)。由于雷達(dá)導(dǎo)引頭具有多種工作體制和發(fā)射波形，這就要求 FPGA內(nèi)的算法功能可重配置。本設(shè)計中根據(jù)統(tǒng)一的系統(tǒng)控制碼調(diào)整內(nèi)部模塊功能以及數(shù)據(jù)流的走向，從而使 FPGA可以根據(jù)不同工作體制和發(fā)射波形調(diào)整內(nèi)部的信號處理流程，完成相應(yīng)的信號處理任務(wù)。在明確

4、了 FPGA內(nèi)部的頂層設(shè)計之后，本文緊接著介紹了在不同工作體制下，主要的信號處理算法的原理以及FPGA實現(xiàn)，這些信號處理算法有數(shù)字下變頻（DDC,Digital Down Converter）、脈沖壓縮、動目標(biāo)檢測（MTD,Moving Target Detection）、像拼接、單元平均恒虛警（CA-CFAR,Cell Average-Constant False Alarm Rate）。
　　最后根據(jù)現(xiàn)有條件，本文提出了一個針