FPGA_ASIC-FPGA自重构技术在雷达高度计中的应用

基于FPGA的激光测距控制系统设计Design of Laser Distance Measurement Control System Based On the FPGA（1.中国科学院研究生院；2. 中国科学院空间科学与应用研究中心）谢志鹏1,2，卞春江2，孟新2Xie Zhipeng1,2 , Bian Chunjiang2 , Meng Xin2摘要：本文介绍一种基于FPGA和ARM9的激光测距系统的硬件原理设计和软件设计方案。

该方案采用SICK公司的户外型激光传感器LMS221，和ALTERA公司cyclone系列的EP1C12Q240I7 FPGA芯片。

控制系统采用ARM+FPGA的结构，系统运行嵌入式Linux操作系统，从而保证系统可以灵活的实现高速数据采集和实时数据传输。

关键词：FPGA 激光测距 LMS221 UART中图分类号： TP212 文献标识码：AAbstract: This paper covers the design of circuit principle and software design of laser distance measurement system which is based on FPGA and ARM9. In the design the LMS221 outdoor laser sensor from SICK and FPGA EP1C12Q240I7 of cyclone from ALTERA are used. The design uses ARM+FPGA system and embedded Linux operating system which could flexibly realize high speed data acquisition and real-time transmission.Key words: FPGA, laser distance measurement, LMS221, UART1. 引言随着科技的发展，具有高亮度、高方向性、高单色性等优点的激光很快就应用于各类测量领域。

基于FPGA的激光雷达SLAM测绘设计与实现激光雷达(SLAM)是一种基于激光传感器的实时定位与地图构建技术，它可以通过激光雷达扫描环境，利用激光点云数据实时确定机器人的位置，并构建实时地图。

激光雷达SLAM在无人驾驶车辆、机器人导航、智能家居、工业自动化等领域有着广泛的应用。

而基于FPGA的激光雷达SLAM测绘设计与实现，可以提高系统的实时性和性能，为激光雷达SLAM系统的发展带来新的机遇和挑战。

一、激光雷达SLAM原理激光雷达SLAM系统通常包括三个部分：传感器数据采集、实时定位与建图、环境地图更新与优化。

传感器数据采集是指通过激光雷达获取环境的三维点云数据；实时定位与建图是指通过激光点云数据实时确定机器人的位置，并构建实时地图；环境地图更新与优化是指对已建立的地图进行更新和优化，以适应环境的动态变化。

基于FPGA的激光雷达SLAM系统设计可以充分发挥FPGA在并行计算和实时处理方面的优势，提高系统的实时性和性能。

一般来说，基于FPGA的激光雷达SLAM系统设计包括三个关键步骤：激光雷达数据采集与预处理、实时定位与建图计算、环境地图更新与优化。

在激光雷达数据采集与预处理阶段，需要通过FPGA实时采集激光雷达的点云数据，并进行预处理，包括数据滤波、去噪、坐标变换等。

这些预处理操作需要高速、实时地完成，而FPGA可以提供高度并行的计算能力，能够满足实时性要求。

在实时定位与建图计算阶段，需要对激光雷达的点云数据进行特征提取、匹配和位姿估计，以实现对机器人位置的实时定位和地图的实时构建。

这些计算需要高度的并行性和实时性，而FPGA的并行计算能力和低延迟特性，能够满足这些要求。

在环境地图更新与优化阶段，需要对已建立的地图进行增量式更新和全局优化。

这一过程涉及大量的数据处理和计算，而FPGA提供的高度并行的计算能力和实时处理能力，可以显著提高地图更新和优化的效率和性能。

基于FPGA的激光雷达SLAM系统设计可以有效提高系统的实时性和性能，适应激光雷达SLAM系统在无人驾驶车辆、机器人导航等领域对实时性和性能的要求。

基于FPGA的激光雷达SLAM测绘设计与实现激光雷达（Lidar）是一种使用激光束来测量相对于雷达位置的物体距离的传感器。

SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）是一种用于自主机器人导航的技术，可以同时实时地在未知环境中定位机器人并构建地图。

本文将介绍基于FPGA的激光雷达SLAM测绘的设计与实现。

在设计过程中，需要使用到的硬件是FPGA（Field Programmable Gate Array）和激光雷达传感器。

FPGA是一种可编程逻辑器件，可以根据需要编程实现不同的功能。

激光雷达传感器用于测量机器人周围环境的距离。

我们需要确定SLAM算法的选择。

常见的SLAM算法有扩展卡尔曼滤波器（EKF）算法和粒子滤波器（PF）算法。

选择合适的算法是设计的基础。

EKF算法适用于环境中存在高斯噪声的情况，而PF算法则适用于非线性噪声状况。

接下来，我们需要设计FPGA的逻辑电路。

FPGA可以实现激光雷达的数据采集和处理功能。

FPGA需要接收激光雷达传感器的数据，并将其转换成数字信号。

然后，FPGA可以使用SLAM算法来处理这些数据，并生成机器人在环境中的实时位置和地图。

在实现过程中，需要考虑FPGA的计算能力和存储容量。

FPGA的计算能力决定了SLAM 算法的复杂度和实时性能，而存储容量则决定了FPGA能够处理的数据量。

合理选择FPGA 的规格能够满足系统的需求。

需要在FPGA上进行软件编程，并将硬件电路与软件逻辑结合起来。

通过软件编程，可以实现激光雷达SLAM测绘的算法和功能。

实现过程中，需要进行算法调试和性能优化，以确保系统的稳定性和实时性。

基于FPGA的激光雷达SLAM测绘的设计与实现是一个复杂而有挑战的任务。

通过合理地选择SLAM算法、设计FPGA的逻辑电路并进行软件编程，可以实现高效、实时的激光雷达SLAM测绘系统。

这将为自主机器人导航和地图构建提供重要的技术支持。

基于FPGA模型化设计的雷达信号处理的实现的开题报告一、研究背景随着雷达技术的不断发展，航空、导航、军事等领域中的雷达应用不断增加。

雷达信号处理是指对由雷达接收到的信号进行处理并提取出目标的信息的过程。

传统的雷达信号处理通常采用数字信号处理器（DSP）进行实现，但随着FPGA（Field-Programmable Gate Array）技术的发展，FPGA可编程性强、并行处理能力强，能够满足雷达信号处理实时性与复杂度的要求。

因此，本文将通过基于FPGA模型化设计的方式实现雷达信号处理的模块，以提高雷达信号处理的效率和实时性，并为雷达信号处理的研究提供一定的参考。

二、研究内容1. 雷达信号处理实现原理的研究本章将归纳总结当前常见的雷达信号处理算法，介绍基于FPGA实现雷达信号处理的原理及其优缺点。

2. 基于FPGA的雷达信号处理模块设计本章将对FPGA的可编程特性进行详细阐述，同时设计实现一个可以处理雷达信号的FPGA模块，设计过程中将包括对模块进行优化与测试。

3. 性能评估与结果分析本章将通过实验对FPGA模块进行性能评估和分析，并对模块的效率及实用性进行探讨。

三、研究意义随着雷达技术的不断发展和应用范围的不断扩大，雷达信号处理成为了一个重要的研究领域。

本文将通过利用FPGA的高可编程特性，设计出一个实时性能和精度皆可获得提升的雷达信号处理模块，为雷达信号处理研究提供一定的参考和模板，具有重要的理论和实践应用意义。

四、预期成果本文预计能够设计出一个可以在FPGA上实现雷达信号处理的模块，能够实现雷达信号的处理、数据传输、抗干扰和输出目标信息等功能。

同时，对模块进行测试和性能评估，得到满足工程实践需求的结果和理论分析。

五、研究方法本文主要采用文献调研、理论分析和实验研究等方法，通过对雷达信号处理算法和FPGA技术的理论研究，完成雷达信号处理的模块设计和实现，同时进行性能评估和结果分析。

六、研究计划安排1. 工作内容（1）学习雷达信号处理的基本算法和FPGA技术的相关知识。

基于FPGA的激光雷达SLAM测绘设计与实现激光雷达(SLAM)技术是当前自动驾驶、机器人导航、智能制造等领域的关键技术之一。

SLAM技术可以利用激光雷达传感器获取环境中的地图信息并定位自身位置，从而实现对环境的智能感知和导航。

在SLAM技术中，地图的构建和定位是两个核心问题，而现场实时数据处理是实现SLAM的关键挑战之一。

随着FPGA技术的不断发展和应用，基于FPGA的激光雷达SLAM测绘系统已经成为研究和应用的热点之一。

本文基于FPGA的激光雷达SLAM测绘系统进行了设计和实现，以期为相关领域的研究和应用提供参考。

一、激光雷达SLAM测绘系统的原理激光雷达SLAM测绘系统主要包括激光雷达传感器、地图构建模块、定位模块和导航模块。

激光雷达传感器用于获取环境中的地图信息，地图构建模块负责将激光雷达传感器获取的数据处理成地图，并实时更新地图信息，定位模块负责根据地图信息确定自身的位置，导航模块根据地图信息和自身位置实现智能导航。

二、基于FPGA的激光雷达SLAM测绘系统的设计1.激光雷达数据采集模块设计激光雷达数据采集模块主要包括激光雷达传感器数据接口设计、数据采集控制模块设计和数据存储模块设计。

利用FPGA器件实现激光雷达传感器数据接口设计，将激光雷达传感器获取的数据通过FPGA进行处理，并实现对激光雷达传感器数据的采集和控制。

同时利用FPGA内部存储器实现对激光雷达数据的实时存储，以便进行后续地图构建和定位处理。

2.地图构建模块设计地图构建模块主要包括地图数据处理模块、环境特征提取模块和地图更新模块。

利用FPGA器件实现激光雷达数据的处理和特征提取，将激光雷达数据转换成地图信息，并实时提取环境中的特征信息，同时实现地图信息的实时更新和存储。

3.定位模块设计定位模块主要包括自身位置确定和地图匹配模块。

利用FPGA器件实现对自身位置的确定和地图匹配处理，根据地图信息和激光雷达数据确定自身的位置，并实现地图信息和自身位置的智能匹配。

合肥工业大学硕士学位论文FPGA在雷达信号处理中的设计与应用姓名：***申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：***20050301ＦＰＧＡ在雷达信号处理中的设计与应用摘要本文首先介绍了利用ＦＰＧＡ设计数字电路系统的流程和雷达数字信号处理的主要内容。

在第二章中主要阐述了ＦＩＲ数字滤波器的窗函数设计方法，并应用ＦＩＲ滤波器设计数字动目标显示和数字动晷标检测系统：脉冲压缩处理是现代雷达售号处理的一个重要组成部分，线性调频信号和二相巴克码的脉冲压缩处理方法在第三章做了重点描述。

ｃｙｃｌｏｎｅ系列芯片是高性价比，基于１．５Ｖ、０．１３删采用铜制层的ｓＲＡＭ工艺。

它是第～种支持配旨数据解压的ＦＰＧＡ芯片。

论文设计的最后部分是利用Ａ１ｔｅｒａ公司ｃｙｃｌｏｎｅ系列ＦＰＧＡ芯片ＥＰｌｃ６Ｆ２５６ｃ６和ＥＰｃｓ４配置芯片设计设计ＳＤ转换器，在ＱｕａｒｔｕｓＩｌ４．０下采用ＶＨＤＬ语言和逻辑电路图结合的设计方法，经过仿真并最终实现了硬件设计。

设计结果表明电路性能可靠，ｓＤ转换的精度较高，完全满足设计的要求。

关键词：现场可编程门阵列，有限脉冲响应数字滤波器，数字脉冲压缩，ＳＤ转换器ＤｅｓｉｇｎａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＦＰＧＡｉｎＲＤＳＰＡｂｓｔｒａｃｔＦｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｂａｓｉｃｆｌｏｗｏｆＤｉｇｉｔａｌＣｉｒｃｕｉｔｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｂａｓｅｄｏｎＦＰＧＡａｎｄｔｈｅｂｏｄｙｃｏｎｔｅｎｔｏｆＲＤＳＰ（ＲａｄａｒＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）．Ｉｎｃｈａｐｔｅｒ２，ｔｈｅｐａｐｅｒｅｘｐａｔｉａｔｅｏｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｏｆｄｉｇｉｔａｌＬｏｗ—ｐａｓｓＦＩＲｆｉｌｔｅｒｕｓｅｄＷｉｎｄｏｗＦｕｎｃｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓ，ｗｅｓｔｕｄｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｄｅｓｉｇｎＭＴＩａｎｄＭＴＤ．ＡｓａＲＤＳＰｄｅｓｉｇｎｅｎｇｉｎｅｅｒ，ｗｅｋｎｏｗ￡ｈａｔＤＰＣｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｓｏｆｍｏｄｅｒｎＲＤＳＥｓｏｔｈａｔ，ｉｎｃｈａｐｔｅｒ３，ｔｈｅｐａｐｅｒｅｍｐｈａｓｉｚｅｓｔｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｓｉｇｎａｌｏｆＬＦＭａｎｄＰＳＫａｎｄｈｏｗｔｏｕｓｅｔｈｅｍｔｏｇｉＶｅｂｉｒｔｈｔｏＤＰＣｓｉｇｎａｌ．Ｃｙｃｌｏｎｅｓｅ“ｅｓａｒｅｌｏｗｃｏｓｔａｎｄｂａｓｅｄｏｎ１，５Ｖ：０．１３“ｍａｌｌ－１ａｙｅｒｃｏｐｐｅｒＳＲＡＭｐｒｏｃｅｓｓＦＰＧＡＩＣ．ＣｙｃｌｏｎｅｓａｒｅｔｈｅｆｉｒｓｔＦＰＧＡｓｔｏｓｕｐｐｏｒｔｄｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｄａｔａ．ＡｔｌａｓｔｏｆｔｈｅｐａｐｅｒｆｏｃｕｓｅｓｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆＳＤＣｏｎＶｅｒｔｅｒｂａｓｅｄｏｎＥＰｌＣ６Ｆ２５６Ｃ６ＦＰＧＡＩＣｃｈｉｐｏｆＡｌｔｅｒａＣｙｃｌｏｎｅｓｅｒｉｅｓａｎｄｃｏｎｆｉｇｕｒｅＩＣｃｈｉｐＥＰＣＳ４．ＩｎＱｕａｒｔｕｓＩＩ４．０，ｗｅｃａｎｕｓｅＶＨＤＬａｎｄｌｏｇｉｃｃｉｒｃｕｉｔｄｉａｇｒａｍｔｏｄｅｓｉｇｎｄｉ西ｔａｌｃｉｒｃｕｉｔ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｎｏｔｏｎｌｙｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｉｓｒｅｌｉａｂｌｅｂｕｔａｌｓｏｔｈｅｐｒｃｃｉｓｉｏｎｉｓｖｅｒｙｈｉｇｈｖｉａｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｈａｒｄｗａｆｅｅｍｕｌａｔｉｏｎ，ａｎｄｃｏｎｌｐｌｅｔｅｔｈｅｄｅｓｉｇｎｒｅｑｕｉｒｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ；ＦｉｎｉｔｅｉｍｐｕｌｓｅｒｅｓｐｏｎｓｅｄｉｇｉｔａｌｆｉｌｔｅｒＤｉｇｊｔａｌｐｕｌｓｅｃｏｍｐｒｅｓｓ：ＳＤｃｏｎｖｅｒｔｅｒ前言现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ，ＦｊｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）的出现是超大规模集成电路（ＶＬｓＩ）技术和计算机辅助设计（ｃＡＤ）技术发展的结果，它以集成度高、体积小、具有通过用户编程实现专门应用的功能，有时也称为可编ＡＳＩＣ。

fpga在汽车雷达信号处理系统中的应用随着汽车工业的发展，雷达技术在汽车领域的应用也越来越广泛。

雷达可以通过发射电磁波并接收回波来检测车辆周围的障碍物和其他车辆，从而实现智能驾驶和自动驾驶。

而在雷达信号处理系统中，FPGA也扮演着重要的角色。

FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，可以根据用户的需求进行编程，实现各种功能。

在汽车雷达信号处理系统中，FPGA可以用于实现雷达的数字信号处理、滤波、目标检测和跟踪等功能。

FPGA可以用于雷达的数字信号处理。

当雷达接收到回波信号后，需要将其转化为数字信号进行处理。

FPGA可以通过数字信号处理算法对信号进行滤波、放大、调理等操作，以提高信号的质量和准确性。

同时，FPGA还可以通过数字信号处理算法对多个雷达信号进行合并，从而提高雷达系统的检测范围和灵敏度。

FPGA还可以用于雷达信号的滤波。

雷达系统会受到各种干扰和噪声的影响，这些干扰和噪声会降低雷达信号的质量和准确性。

因此，需要对雷达信号进行滤波处理，以消除这些干扰和噪声。

FPGA可以通过数字滤波器对雷达信号进行滤波，从而提高信号的质量和准确性。

FPGA还可以用于雷达系统的目标检测和跟踪。

当雷达系统检测到目标后，需要对目标进行跟踪，以确保车辆行驶安全。

FPGA可以通过计算机视觉算法对目标进行检测和跟踪，从而实现智能驾驶和自动驾驶的功能。

FPGA在汽车雷达信号处理系统中的应用是不可或缺的。

FPGA可以通过数字信号处理算法、数字滤波器、计算机视觉算法等方式对雷达信号进行处理和分析，从而提高雷达系统的检测范围、灵敏度和准确性。

随着汽车工业的发展和智能驾驶技术的不断升级，FPGA 在汽车雷达信号处理系统中的应用也将越来越广泛。

fpga在激光雷达中的作用随着现代科技的飞速发展，激光雷达技术已成为众多领域的关键传感器之一。

特别是在自动驾驶、无人机导航、机器人视觉等领域中，激光雷达发挥着不可或缺的作用。

而在这些应用中，FPGA（现场可编程门阵列）作为一种高度灵活且gao效的数字电路设计工具，扮演着至关重要的角色。

本文将深入探讨FPGA在激光雷达系统中的具体作用和优势。

一、激光雷达的工作原理与挑战激光雷达通过发射激光束并测量其反弹回来的时间来获取周围环境的信息。

然而，由于各种干扰因素的存在，如光源波动、接收器灵敏度变化等，如何准确无误地获取和处理数据一直是激光雷达系统的关键问题。

同时，为了满足不同场景下的性能需求，如速度检测、目标识别等，激光雷达还需要具备快速响应、高精度测距等功能。

二、FPGA的优势及其在激光雷达中的应用FPGA具有高速并行处理能力，能够实时对大量数据进行处理和分析。

这使得它成为解决上述问题的理想选择。

具体来说，FPGA在激光雷达中的作用主要体现在以下几个方面：1. 数据采集与预处理：FPGA可以gao效地收集和处理来自光学组件的原始数据，包括光强、角度等信息。

通过对数据的初步分析，可以有效去除噪声和干扰，为后续的处理提供高质量的数据源。

2. 算法加速：利用FPGA的高速运算能力，可以实现复杂算法的gao效执行。

例如，用于距离计算的光学三角法算法可以在FPGA上实现毫秒级的响应时间，大大提高了系统的实时性。

3. 可编程性与灵活性：FPGA支持用户根据实际需求进行逻辑设计和功能定制，从而满足了不同应用场景的需求。

此外，通过软件编程，用户还可以不断优化和升级激光雷达的性能。

4. 系统集成与扩展：FPGA强大的接口能力和模块化设计使其能轻松与其他硬件设备进行集成，从而实现复杂的系统功能。

同时，通过使用多片FPGA，还可实现系统的扩展和升级，以满足未来技术的发展趋势。

5. 提高安全性与可靠性：FPGA的高可靠性和稳定性确保了激光雷达系统的安全运行。

模块化FPGA设计在某雷达接收机中的应用目前基于和结构的软件技术被广泛应用在数字接收机设计中，雷达接收机领域的数字化技术也在日趋进展，如何借助数字化的软硬件优势设计出易实现、灵便，并满足不同性能指标和目的的数字接收机成为工程设计的焦点。

本文结合某延续波测速雷达数字接收机的设计实现，给出了一种基于模块化的FPGA设计计划，并在此基础上重点研究了信号处理模块的设计。

1 雷达接收机概述雷达接收机的任务是通过适当的滤波将天线上接收到的微弱高频信号从陪同的噪声和干扰中挑选出来，并经过放大和检波后，送至、信号处理器或由计算机控制的雷达终端设备。

雷达接收机可以按应用、设计、功能和结构等多种方式来分类。

但是，普通来说可以将雷达接收机分为超外差式、超再生式、晶体视放式和调谐高频式等4种类型，其中超外差式雷达接收机具有敏捷度高、增益高、挑选性好和适用性广等优点，实际中在无数的雷达系统中都获得应用。

超外差式雷达接收机的简化方框图1所示。

2 数字中频接收机原理因为受器件水平的制约，数字接收技术目前还难以在频段挺直实现，普通在中频举行数字化。

目前所说的数字测速即是利用中频数字锁相环来完成多普勒频率的提取及测量。

数字中频接收机主要由数字化正交处理单元、数字载波锁相环和自动增益控制(AGC)环组成。

中频经A／D采样后的数字信号与数控(NC0)产生的数字正交信号分离举行数字混频，各经过FIR数字低通，得到I、Q两路数字窄带信号。

I、Q两路信号分离作为数字信号的实部和虚部，做FFT分析，估算出多普勒信息，输出频率控制码控制NCO输出，实现迅速载波频率引导。

I路信号再经过(LF1)完成数字滤波，控制NCO的输出频率，从而构成数字锁相环，在频率引导胜利后实现对载波信号的迅速捕捉与跟踪。

环路锁定后从环路滤波器输出可以提取出多普勒信息。

Q路信号经过一个低通滤波器(LF2)，通过I、Q提取输入信号的幅度信息，实现信号的AGC控制。

3 模块化设计在FPGA的详细应用本接收机主要功能是完成延续波雷达的测速和测角任务，设计时在保证指标的前提下，贯彻简洁至上的原则；并且尽量采纳先进、成熟的数字处理技术和软件无线电技术，贯彻模块化、通用化、系列化、组合化设计原则，确保系统先进、稳定、牢靠。

FPGA在雷达信号处理中的典型应用FPGA具有高速、灵活、可靠、可编程、低功耗、接口丰富、处理速度快、实时性好等特点。

雷达信号处理系统所涉及的主要技术，包括数据重采样、参数估计、自适应滤波、恒虚警处理、脉冲压缩、自适应波束形成和旁瓣对消等，通常需要完成大量具有高度重复性的实时计算。

FPGA可以利用硬件乘加器、片内存储器、逻辑单元、流水处理技术等特有的硬件结构，高速完成FFT、FIR、复数乘加、相关、三角函数以及矩阵运算等数字信号处理。

因此，FPGA 非常适合雷达数字信号处理算法的实现。

FFT是雷达信号处理的重要工具。

FPGA内部的硬件乘法器、片内存储器、逻辑单元、流水处理技术，保证FPGA在相同条件下，完成FFT算法的速度比通用DSP要快10倍以上。

因此，在雷达信号处理器中，大量采用FPGA完成FFT/IFFT，以实现信号的时-频域转换、回波频谱分析、频域数字脉冲压缩等。

FIR滤波器是雷达信号处理中常用设计之一。

在动目标指示（MTI）或动目标检测（MTD）中，采用FIR滤波器可以滤除杂波干扰，提高信杂比，而通过恒虚警处理（CFAR）完成目标的检测。

在机载多普勒雷达中，为了抑制地杂波的干扰，采用了复杂的自适应滤波器组。

在阵列信号处理以及波束形成中，进行数据校正及加权系数计算和控制，均需要大量的复数运算。

这些复数加权滤波器、多普勒滤波器组或者矩阵运算都是复信号的乘法累加运算，可根据不同算法的需要，采用FPGA进行灵活编程实现。

Resampler数据重采样主要是为了得到雷达回波数据局部细节信息，实现数据校正或者配准。

例如在SAR图像处理中，距离徙动校正中的多点插值算法和InSAR进行图像配准之前进行8倍像素细化，均可采用FPGA完成一维和二维的插值运算。

FPGA在参数估计方面也得到了广泛应用。

典型的应用实例是SAR成像处理中的最大对比度算法。

最大对比度算法是一种优秀的多普勒调频斜率估计方法，它通过对方位向数据的重复脉冲压缩，最后通过计算对比度，得到最优的普勒调频斜率。

剖析SoC FPGA在典型雷达系统数字化处理的可行
性
电子发烧友网核心提示：本文介绍使用Altera低成本Cyclone V SoC FPGA，实现典型雷达系统数字化处理的可行性。

与定制ASIC 相比，这一方法的优势在于缩短了产品面市时间，支持现场更新升级，能够在浮点、预集成ARM Cortex-A9双核微处理器系统中快速方便的实现，而且还可以使用汽车级器件。

引言
雷达一直用在军事和商业应用中。

最近，雷达开始出现在高端汽车应用中，用于实现辅助驻车和车道偏离报警等功能。

下一代汽车雷达一定会非常复杂，在主动防碰撞和自适应巡航系统中，雷达将扮演关键角色。

雷达一旦集成到主动控制车辆的系统中后，与仅仅提供报警信号不同，它与防止车辆碰撞密切相关，因此，对系统可靠性的要求更加严格。

本文介绍怎样使用Altera 快速原型设计和开发工具流程，发挥数字处理功能的优势，通过称之为DSP Builder 高级数字信号处理（DSP）的设计，开发汽车雷达系统。

结果提供了雷达处理数字部分的实际电路和性能指。

雷达对抗中基于FPGA输入分块重映射的数据处理方法
薛晓琴;孟刚;陈旸;李宏博;赵健
【期刊名称】《导弹与航天运载技术（中英文）》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】雷达对抗中,干扰机侦收雷达的信号,经AD采样后输入FPGA进行处理并产生干扰信号。

FPGA平台利用Xilinx等官方提供的FFTIP核对高速ADC输出的数据进行FFT处理时,需要进行“并行-串行”的数据预处理,降低了处理速度,同时也没有对FPGA内部资源进行最大化利用。

基于以上问题,提出一种基于FPGA输入分块重映射的数据处理方法。

该方法通过数据输入重映射模块将输入雷达数据优化为并行分块的数据流格式,再通过FFT蝶形网络输出离散傅里叶变换数据,最后进行并行结果输出。

试验证明,本方法能有效节省FPGA的运算时间,提高雷达数据处理速度,优化利用了FPGA内部资源,具有实时性好、灵活性高的特点。

【总页数】6页(P86-90)
【作者】薛晓琴;孟刚;陈旸;李宏博;赵健
【作者单位】北京航天长征飞行器研究所;试验物理与计算数学国家重点实验室;哈尔滨工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】V44
【相关文献】
1.基于DSP+FPGA+ARM构建雷达与雷达对抗演示实验系统
2.基于满二叉树分块策略的大规模数据场纹理映射体绘制算法
3.基于FPGA的调频连续波合成孔径雷达实时成像处理方法
4.基于生成式对抗网络的合成孔径雷达舰船数据增广在改进单次多盒检测器中的应用
5.基于数据分块并行的FFBP成像算法的FPGA实现
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基于FPGA的雷达图像采集技术研究与实现的开题报告一、选题背景和意义随着雷达技术的飞速发展，雷达在军事和民用方面的应用越来越广泛。

雷达技术可以用于天气预报、海洋监测、航空控制、无人驾驶、医疗诊断等领域，具有重要的战略意义和现实意义。

在雷达技术中，雷达图像采集是一项重要的技术，可以实现目标的追踪和识别。

利用FPGA实现雷达图像采集具有高速、低功耗、可编程性强等优点。

二、研究内容本论文将研究基于FPGA的雷达图像采集技术，主要研究内容包括：1. 雷达系统的原理和工作方式；2. FPGA的结构和基本原理；3. 基于FPGA的雷达图像采集原理和算法；4. 硬件系统设计和软件程序设计；5. 实验测试和结果分析。

三、研究方法和技术路线本论文采用文献资料法、仿真实验法、硬件设计和软件设计相结合的方法，通过对雷达技术和FPGA技术的研究，结合实验测试和结果分析，最终实现基于FPGA的雷达图像采集技术。

四、预期成果和意义1. 实现基于FPGA的雷达图像采集系统，具有高速、低功耗、可编程性强等特点；2. 掌握FPGA技术在雷达图像采集中的应用；3. 在雷达技术领域具有推广应用的价值和意义。

五、进度安排和预算1. 阅读文献，了解研究背景和相关技术，撰写开题报告（1个月）；2. 基于FPGA平台，设计雷达图像采集系统的硬件和软件，进行仿真测试及优化（6个月）；3. 进行实验测试和结果分析，撰写论文并进行答辩（3个月）；预算：材料费、实验设备费、差旅费等。

六、论文的概要结构1. 绪论2. 雷达系统的原理和工作方式3. FPGA的结构和基本原理4. 基于FPGA的雷达图像采集原理和算法5. 硬件系统设计和软件程序设计6. 实验测试和结果分析7. 结论与展望8. 参考文献。

基于FPGA实现模拟雷达工作的一种方法高影嘉【期刊名称】《信息安全与技术》【年(卷),期】2011(000)007【摘要】随着现代雷达系统的飞速发展,其信息安全的重要性也日渐突出。

因此,模拟雷达的信号探测功能以便有效的对雷达设计,检测等进行相关操作显得很有必要。

本文介绍一种基于FPGA实现模拟雷达工作的一种方法,该方法增加了雷达系统的模拟功能,对实际操作提供了便捷的途径。

%With the rapid development of modern radar system,the radar information security becomes more important.Hence,Simulating the radar function of detecting signals is very necessary.This paper introduces a way of simulating the work of radar based on FPGA,which increases the simulation functions of the radar system,provides a convenient way to practice.【总页数】3页(P72-74)【作者】高影嘉【作者单位】上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海200030【正文语种】中文【中图分类】TP312【相关文献】1.一种基于FPGA的雷达信号模拟方法 [J], 陈瑞平;关键;邱军海;李秀友2.一种地基雷达回波模拟器设计与FPGA实现 [J], 盛寰;陶君;宗竹林;曹建蜀3.一种基于FPGA的FMCW雷达的距离-速度解耦合实现方法 [J], 马琪4.一种基于FPGA的雷达目标模拟系统设计 [J], 李栋5.一种基于FPGA技术的雷达线性调频信号的实现方法 [J], 邱军海;宋杰;关键;唐小明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于FPGA的雷达信号中频数字侦收与高精度参数测量技术研究的开题报告一、研究背景与意义雷达信号中频数字侦收与高精度参数测量是近年来电子领域的研究热点之一。

在现代雷达系统中，信号的数字处理能力日益重要，数字化的方式已经成为一种趋势，中频数字侦收技术是实现雷达信号数字化处理的一种常见方式。

因此，研究基于FPGA的雷达信号中频数字侦收技术具有巨大的实用价值和广泛的应用前景。

同时，雷达参数的测量精度和可靠性也是决定雷达性能的重要因素之一。

随着雷达技术不断发展，高精度参数测量已经成为了研究研究的一个新方向。

因此，研究基于FPGA的雷达信号高精度参数测量技术对提高雷达系统的性能具有十分重要的意义。

二、研究现状与问题目前，国内外学者已经提出了许多有关中频数字侦收和高精度参数测量的相关研究工作。

在中频数字侦收方面，常见的方法有数字混频、Nyquist采样、平移滤波等。

但是，在实际系统的设计和应用中，这些方法存在着一些问题，如采样率不够、滤波效果差等问题，影响了系统的数字处理性能。

在高精度参数测量方面，由于雷达系统结构的复杂性和测量技术的难度，精度和稳定性都存在一定的问题，加大了研究难度。

三、研究内容及方法本文旨在研究基于FPGA的雷达信号中频数字侦收和高精度参数测量技术，具体研究内容如下：（1）研究分析基于FPGA的雷达信号中频数字侦收方案，分析各种中频数字侦收方法在数字信号处理方面的优化和改进，提出一种适用于雷达信号中频数字化处理的方案。

（2）提出一种基于FPGA的高精度雷达参数测量方法，针对传统方法存在的问题和不足，结合FPGA的高速计算和实时处理优势，提出一种高精度、实时的参数测量方案。

（3）设计并实现上述方案，并通过实验对其性能进行测试和验证。

四、预期结果本文的预期研究结果是：（1）提出一种基于FPGA的雷达信号中频数字侦收方案，优化并改进各种现有的数字信号处理方法，实现雷达信号数字处理的高效性和准确性。