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1、彈載雷達信號處理機系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)作者姓名李琛導師姓名、職稱劉崢教授一級學科控制科學與工程二級學科導航、制導與控制申請學位類別工學碩士提交學位論文日期2014年12月學校代碼10701學號1202121239分類TN82號TN957.5密級公開西安電子科技大學碩士學位論文彈載雷達信號處理機系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)作者姓名：李琛一級學科：控制科學與工程二級學科：導航、制導與控制學位類別：工學碩士指導教師姓名、職稱：劉崢教授提交日期：2014年12月SystemDesignandDevelopmentofMissile-borneRada
2、rSignalProcessorAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinControlScienceandEngineeringByLichenSupervisor:Prof.LiuzhengDecember2014西安電子科技大學學位論文獨創(chuàng)性（或創(chuàng)新性）聲明秉承學校嚴謹?shù)膶W風和優(yōu)良的科學道德，本人聲明所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除
3、了文中特別加以標注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果；也不包含為獲得西安電子科技大學或其它教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學位論文若有不實之處，本人承擔一切法律責任。本人簽名：日期：西安電子科技大學關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解西安電子科技大學有關(guān)保留和使用學位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬于西安電子科技大學。學校有權(quán)保留送交論文的復印件，允許查閱、借閱論文；學?？梢怨?/p>
4、布論文的全部或部分內(nèi)容，允許采用影印、縮印或其它復制手段保存論文。同時本人保證，獲得學位后結(jié)合學位論文研究成果撰寫的文章，署名單位為西安電子科技大學。保密的學位論文在年解密后適用本授權(quán)書。本人簽名：導師簽名：日期：日期：摘要摘要本文以某毫米波雷達導引頭信號處理機的設(shè)計與開發(fā)為主題，按照設(shè)計思路與開發(fā)流程，依次對信號處理機的硬件平臺設(shè)計，以及信號處理機FPGA部分的系統(tǒng)設(shè)計與算法實現(xiàn)進行了介紹。本文首先介紹了雷達導引頭的工作體制和發(fā)射波形。該雷達導引頭具有脈沖多普勒和步進頻率兩種工作體制，由于導引頭工作在毫米波波段，目標較小
5、的運動速度也會引起較大的多普勒頻移，因此針對運動目標采用脈沖多普勒工作體制，對于慢速或靜止目標，導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的檢測和識別。雷達導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，可有效的提高雷達導引頭的作用范圍。信號處理機硬件平臺采用了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
6、功耗、高性能FPGA作為主要的信號處理器，承擔大部分的信號處理任務，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，首先通過任務劃分明確了FPGA在不同工作體制下所承擔的功能和任務。由于雷達導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，完成相應的信號處理任務。在明確了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
7、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,DigitalDownConverter）、脈沖壓縮、動目標檢測（MTD,MovingTargetDetection）、像拼接、單元平均恒虛警（CA-CFAR,CellAverage-ConstantFalseAlarmRate）。最后根據(jù)現(xiàn)有條件，本文提出了一個針對FPGA部分的測試驗證方案，本方案將FPGA部分的算法和功能劃分為前端和后端兩部分分別予以驗證。通過對前端和后端的理論仿真、功能仿真和硬件測試驗證的層級驗證，驗證了FPGA功能實現(xiàn)的
8、正確性。關(guān)鍵詞：脈沖多普勒，步進頻率，雷達信號處理機，F(xiàn)PGA論文類型：應用基礎(chǔ)研究類I西安電子科技大學碩士學位論文IIABSTRACTABSTRACTWiththethemeofdesigninganddevelopingasignalprocessorforamillimeterwaveradars
