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基于FPGA的参数化雷达波束形成模块设计摘要：提出了一种基于FPGA的参数化雷达波束形成实现方法，雷达波束形成的最主要功能是完成同时多波束的加权求和处理，将所需合成的波束划分波束集、波束组和波束数三级层次结构，利用FPGA的快速并行处理能力，实现参数化配置，降低了算法内核设计周期，提高了项目开发效率。
关键字：雷达波束形成；参数化； FPGADesign of Parametric Radar Beam-forming Module Based on FPGAZHANG Meng PAN Hao（No.38 Research Institute of CETC, Hefei 230008）Abstract: A parametric radar beam-forming method based on FPGA is proposed. The main function of radar beam-forming is to complete the weighted summation process of multiple beams at the same time, and pide required synthesized beams into three levels: beam set, beam group and beam number. Hierarchical structure and using the fast parallel processing capability of FPGA to realize parametric configuration and reduce the beam-forming design cycle, and improve the efficiency of project development.Key Words : Radar beam-forming, Parametric, FPGA0 引言波束形成技术是一种空域滤波技术，对空间信号的采样加权求和滤波，增强特定方向的信号功率并抑制其他方向的干扰信号，是新一代雷达提高目标检测性能的关键之一。
基于FPGA的宽带雷达波束形成技术作者：汪灏来源：《科技视界》2016年第19期[摘要]雷达波束形成（DBF）作为相控阵雷达体系中的核心环节之一，其作用不言而喻；宽带波束形成是实现数字阵列雷达工程实现中的主要难点之一。
本文介绍一种利用信道复用技术来实现宽带雷达波束形成的方式，着重在于结合实际工程实践中的难点并给出解决方案，旨在减少雷达信号处理系统中硬件资源使用量，[关键词]宽带波束形成；相控阵雷达；信道复用0引言在雷达信号处理中，数字波束形成技术是相控阵雷达体制的核心技术之一，宽带波束形成又以其独特的难点成为雷达系统设计过程中所必须要关注的重点问题。
其难点一般在于其带宽范围大，数据通量特别大，多波束情况下尤其对于数据传输以及运算所提出的要求非常高，即数据吞吐率以及运算要求这两方面要求都非常高，这对硬件实现提出了非常高的要求，尤其在板件数据传输以及板内数据运算单元这两方面都有非常高的要求。
目前，在已知的宽带信号处理系统中，带宽达到几百兆的情况下所采用的硬件架构基本相似，都是采用高速光纤来进行数据传输，利用越来越高端的FPGA来进行信号处理，往往还需要形成同时多波束，这就使得FPGA内部的乘法器出现倍数的增长，乘法器数目从开始的几十个到后来的几百个，以至于现在的几千个，阵元以及波束越来越多，硬件整体规模越来越大。
如何在满足系统设计功能的前提下，尽可能减少硬件规模已成为设计师们的新的挑战。
1波束形成算法图1中列出了10个阵元，阵元间距离为d，目标回波信号与垂直线角度为θ，载波波长为λ，那么相邻阵元间的空间相位差如图中所示。
△Φ=2πd sinθ/λ （1）阵元编号为N，N取值从0至9，那么以0阵元为基准，1到9阵元分别需要补偿的相位为Φn=-N*△Φ。
波束形成网络输出：Y（t）=∑X n*e j*φ（2）作为DBF模块设计，系数的作用是保证将接收到的回波信号进行相位修正，保证输入的信号相位一致，从而增加信号的信噪比，同相的信号幅度会发生累加，但是附带的白噪声信号由于它的随机性，会出现相消的现象，这个在本质上会提高输入信号的信噪比。
基于FPGA的超宽带雷达控制系统的设计刘文彬;朱名日;郑丹平;潘凯;姚鑫【摘要】脉冲超宽带雷达发射信号为窄带信号,回波信号带宽很大难以直接采样,文中设计了一种以FPGA作为控制器的超宽带(UWB)雷达信号采集与控制系统;根据回波信号呈周期性的特点,实现了时域延时式等效采样;为了使雷达主机与PC机之间实现高速通信,设计了USB 2.0接口电路;实验结果表明,该控制系统等效采样速率可达5 GS/s,可以有效地接收雷达回波信号,并且能检测到人体教具的位置和呼吸频率.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2015(023)004【总页数】3页(P1195-1197)【关键词】脉冲超宽带;现场可编程门阵列;延时式等效采样;通用串行总线【作者】刘文彬;朱名日;郑丹平;潘凯;姚鑫【作者单位】桂林电子科技大学电子工程与自动化学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学电子工程与自动化学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学计算机科学与工程学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学电子工程与自动化学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学电子工程与自动化学院,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】TP2740 引言超宽带雷达具有极高的距离分辨率以及良好的穿透性，可实现对非金属障碍物后面的隐藏目标进行检测和定位。
超宽带雷达可以应用许多场景如超宽带探地雷达、超宽带穿墙成像雷达等系统中，本文设计的系统具体应用于具有生命体特征的探测。
无载频脉冲体制是采用最为广泛的一种，利用纳秒级超宽带脉冲所具有的频谱宽、穿透性强、分辨率高、抗干扰性好、功耗低等特性，在地震灾害、坍塌事故等救援方面有很好的应用前景［1］。
雷达回波信号通常经过低噪放大后进入雷达接收机，若直接对回波信号进行采集，对AD 转换器的转换速率要求极高。
所以雷达接收机通常采用等效时间采样的方法完成对回波射频信号的信息提取［2－4］，在每个重复周期内进行适量次数的采样，然后综合所有采样合成完整的输入信号。
简述基于FPGA的相控阵雷达波束控制系统设计发布时间：2023-03-02T05:40:51.232Z 来源：《科技新时代》2022年第19期作者：刘倩刘璐璐[导读] 波速控制系统是相控阵雷达的重要组成部分，其主要功能是控制相控阵天线波束的指向变化。
FPGA的雷达刘倩刘璐璐陕西黄河集团有限公司设计研究所陕西西安 710043摘要：波速控制系统是相控阵雷达的重要组成部分，其主要功能是控制相控阵天线波束的指向变化。
FPGA的雷达播控系统设计方法的提出能够解决目前相控阵雷达播控系统的处理速度问题，由于相控阵雷达接接杰出的性能，当前被应用于多个领域中。
本文先对波束控制系统进行介绍，然后阐述几种常用波束控制系统的常用方法，通过对比选取最终设计。
关键词：FPGA；相控阵雷达；波束控制系统与其他雷达相比，相控阵雷达的天线波束扫描的快速性、灵活性，波束控制系统的组成不是一成不变，其是由各种因素所决定，包括天线单元数的多少、技术进步、移相器负载的差异等。
主要是由波控主机与子阵运算处理模块，波控主机是波束控制的关键部分，能够实现接收控制信号，有工作方式命令字、频率点指令、定时信号等。
波控系统的基本功能是对天线波束的定位，就是根据波控主机提供的指向信息，将子阵模块指向信息转为移相器的控制信号，即波控码的计算过程，因此，非常有必要对波控码的计算过程进行研究，才能够实现波控系统。
一、FPGA概述FPGA即现场可编程门阵列，其是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物，属于集成电路的一种，其能够克服传统电路的各类缺点，是一种适合现代科技发展需要的电路，克服了以前可编程器件门电路数有限的缺点，还解决了定制电路的不足，对其开发配置，能够完成任何数字电路能完成的功能，例如，CPU、74系列电路等。
其主要由六部分所组成，即可编程输入/输出单位、基本可编程逻辑单元、嵌入式块RAM、丰富的布线资源、底层嵌入功能单元与内嵌专用硬核等[1]。
基于PowerPC和FPGA的相控阵雷达波束控制系统设计作者：龚俊亮朱弘来源：《山东工业技术》2016年第06期摘要：随着雷达技术的不断发展，相控阵雷达波束控制的计算量越来越大、实时性越来越高。
本文提出一种基于PowerPC和FPGA的主从处理器架构的相控阵雷达波束控制系统设计方法，PowerPC多任务软件基于VxWorks实时操作系统，相比传统的波束控制系统，基于PowerPC和FPGA主从处理器结构的波束控制系统具有结构紧凑、功耗低、处理能力强、实时性好和资源利用率高的特点。
关键词：PowerPC；FPGA；相控阵雷达；波束控制系统DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.1311 引言传统的雷达波束控制系统多基于PC104处理器，PC104 处理器通常采用X86架构，其存在处理性能较低、功耗大、发热量大和接口不丰富等问题。
PowerPC是由IBM、Apple和Motorola公司共同设计和开发的，采用RISC架构，具有可伸缩性好和方便灵活的特点。
PowerPC体系结构基于RISC，将定点计算、浮点计算和程序流控制分开，允许各个功能单元执行独立的指令，以完成任务所需时间最短为目标。
PowerPC处理能力强，性能优异、体积小、重量轻、散热量小，在航空航天、石油、水利、交通运输、工业控制、数控采集等领域获得了广泛的应用。
FPGA作为一种专用集成电路，解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数量有限的缺点，具有体系结构和逻辑单元灵活、集成度高以及适用范围宽等特点。
将PowerPC和FPGA结合的相控阵雷达波束控制系统能够充分利用PowerPC的高性能处理能力和FPGA的定制电路设计能力，同时兼顾功耗、成本、设计周期等因素，是对体积要求小、负载要求轻、计算能力要求高的相控阵雷达波束控制系统的有效解决方法。
2 方案设计（1）系统总体架构。
主处理器为P2020 通用嵌入式双核处理器，从处理器为XC7K325T FPGA，主处理器基本功能是根据天线波束指向要求，计算各天线单元移相器所要求的波控码，传输至每一个移相器，控制每一个移相器相位状态的转换。
相控阵雷达信号处理器的FPGA设计与实现摘要：随着相控阵雷达技术在军事和民用领域的广泛应用，相控阵雷达信号处理器的设计和实现变得越发重要。
本论文通过使用FPGA技术，针对相控阵雷达信号处理的需求，设计并实现了一种高效的信号处理器。
论文详细介绍了相控阵雷达的原理和信号处理算法。
结合FPGA的优势，提出了设计思路并进行了具体实施。
通过仿真实验和性能测试，验证了所设计的处理器的可行性和准确性。
实验结果表明，该信号处理器具有较快的速度和较低的功耗，能够满足相控阵雷达的实时性要求，具有很高的实用价值。
关键词：雷达信号处理器；相控阵雷达技术；军事引言随着相控阵雷达技术的快速发展和广泛应用，其信号处理器的设计和实现成为研究的重点。
本论文旨在通过利用FPGA技术，设计并实现一种高效的相控阵雷达信号处理器。
引言部分将介绍相控阵雷达技术的应用背景，并阐述本论文的目的和意义。
通过开展本研究，我们希望能为相控阵雷达信号处理领域提供一种可靠且具有较高性能的解决方案，从而推动相控阵雷达技术在军事和民用领域的进一步应用和发展。
1相控阵雷达原理与信号处理算法介绍相控阵雷达是一种通过阵列天线实现目标定位和跟踪的雷达系统。
其原理是利用多个阵列天线接收到目标散射的信号，并通过相位调控技术实现波束的定向和形状的变化。
相控阵雷达信号处理算法主要包括波束形成、目标检测与跟踪等关键步骤。
波束形成算法主要通过对接收信号进行加权叠加，实现波束的形成。
目标检测算法通过对波束形成后的信号进行特征提取和判断，确定是否存在目标。
目标跟踪算法则通过多时刻的目标位置估计，实现对目标的跟踪和运动预测。
这些算法的设计和实施对于相控阵雷达的性能和应用至关重要，能够提高雷达系统的目标探测和跟踪精度，为军事和民用领域提供更强大的支持。
2.FPGA技术与相控阵雷达信号处理器设计思路2.1FPGA技术的基本原理和特点FPGA（FieldProgrammableGateArray）是一种可编程逻辑器件，具有灵活性、可重构性和高并行处理能力。
基于FPGA的通用网络化雷达监控系统的设计与实现的开题报告一、题目基于FPGA的通用网络化雷达监控系统的设计与实现二、研究背景随着现代雷达技术的不断发展，雷达监控系统已经广泛应用于军事、民用领域中，成为现代化飞机、舰船等装备不可缺少的重要部件。
传统的雷达监控系统庞大复杂、功能单一、效率低下，无法满足现代化装备的需求。
FPGA（Field Programmable Gate Array）作为一种可编程逻辑器件，具有灵活性、可重构性、高吞吐量等优点，在雷达监控系统中越来越受到关注。
基于FPGA的通用网络化雷达监控系统，可以实现分布式多目标协同监控、高效数据处理、定位跟踪等功能，提高雷达监控系统的效率和性能。
三、研究内容1. 设计基于FPGA的雷达信号采集模块，通过板载高速ADC芯片对雷达信号进行采集。
2. 设计基于FPGA的雷达信号处理模块，对采集的雷达信号进行滤波、解调、压缩等处理，提取出有用信息。
3. 设计基于FPGA的目标检测跟踪算法，通过雷达信号处理模块提取出的信息实现目标检测和跟踪，包括时域处理、频域处理、距离测量等。
4. 设计基于FPGA的网络通信模块，实现监控数据的传输和接收，包括以太网通信、协议转换等。
5. 实现基于FPGA的通用网络化雷达监控系统，并进行性能测试和优化。
四、研究意义1. 提高雷达监控系统计算效率和数据处理速度，进一步优化现有雷达监控系统。
2. 推广FPGA在雷达领域的应用，丰富FPGA在军事装备中的应用领域。
3. 为未来雷达监控系统的发展提供技术支撑和技术创新。
五、研究方法1. 采用高速ADC芯片采集雷达信号，通过FPGA对采集的信号进行处理和控制。
2. 针对多目标协同监控、高效数据处理、定位跟踪等问题，设计相应的算法和模块。
3. 利用以太网通信协议，实现通信模块的设计和实现。
4. 对系统的性能进行测试和优化，例如功耗、速度、资源占用等。
六、预期成果1. 设计出基于FPGA的通用网络化雷达监控系统，并实现相应的硬件和软件模块。
