基于FPGA 的雷达信号采集系统设计

基于FPGA技术的模拟雷达信号的设计与实现（现场可编程门阵列）是由掩膜可编程门阵列和PLD（可编程规律器件）演化而来的，并将二者的特性结合在一起，使FPGA既有掩膜可编程门阵列的高规律密度和通用性，又有PLD的可编程特性。

FPAG技术的进展使得单个芯片上集成的规律门数越来越多，能实现的功能越来越复杂。

它以编程便利、集成度高、速度快等特点受到设计人员的青睐。

人们可以通过硬件编程的办法设计和开发ASIC（专用）芯片，极大地提高芯片的研制效率、降低开发费用。

通过应用FPGA技术，较好地为“某型雷达告警设备”的配套检测仪器实现了模拟雷达ASIC芯片的设计，该芯片能够提供“某型雷达告警设备”测试过程中所需的多种典型的重频脉冲及制导信号等，其中包括SA-6重频信号、SA-2重频脉冲及制导信号、SA-3重频脉冲及制导信号、雷达脉冲视频等。

所设计的ASIC芯片的性能较为抱负。

模拟雷达信号发生器的结构模拟雷达信号发生器的结构1所示。

可以看到，模拟雷达信号发生器由延续波雷达模拟信号CW开关、制导信号SA-2开关、制导信号SA-3开关、时钟脉冲产生器、输出1、输出2和产生模拟雷达信号的控制芯片组成。

上述开关都是高电平有效，开关的消颤动放在控制芯片部分考虑。

时钟脉冲产生器由外部的晶体产生一个频率稳定的1MHz时钟脉冲，用来满足信号脉冲宽度的要求。

“CW开关”有效时，“输出2”输出延续波雷达达模拟信号；“SA-2开关”有效时，“输出2”输出SA-2的重频脉冲，“频脉冲，“输出1”输出SA-2的命令信号组；“SA-3开关”有效时，“输出2”输出SA-3的重频脉冲，“输出1”输出SA-3的命令信号。

ASIC芯片的设计1 芯片主要性能指标（1）产生延续波雷达模拟信号：重频3012Hz，脉宽1μs±0.1μs；第1页共3页。

59电子技术Electronic Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering1 系统总体结构本文提出的信号采集系统主要是利用FPGA 芯片控制模数转换芯片对目标模拟信号进行采样，将模拟信号转换数字信号后，写入到USB 接口芯片中将数据传输到PC 中，利用软件编写人机交互界面，将信号数据进行存储。

信号采集模块的设计功能是实现信号采集与分析，通过ADC 进行模数转换，实现数据采集和采样数据的存储。

如图1所示。

2 信号模块方案分析2.1 信号采集模块方案分析信号采集模块是计算机与外界连接的桥梁，也称信号获取模块。

主要完成对目标模拟信号采集，并将之转换成数字信号进行存储。

该模块的主要任务是实现模拟信号的数字采集，即进行模数转换，以便进行信号的处理，本设计采用模数转换芯片（ADC ）来实现。

目前，主流信号采集系统大多采用MCU 或者DSP 作为核心部件来进行信号转换，存储器和其他外围电路来完成数据采集。

但是，不论是单片机还是DSP 都有缺点：单片机虽然指令丰富，编程简单，灵活的控制方式，但运行速度慢，稳定性较差，抗干扰能力较低，极大地限制了ADC 的采样速度，对于目前强调高速信号处理的今天已经不太适用了。

而DSP 芯片虽然处理速度较快，但DSP 芯片的通用输入输出接口较少，功耗较大，并且对外围设备的控制能力较弱。

相反，FPGA （可编程逻辑器件）具有MCU 和DSP 所无法比拟的优势，它硬件采用并行机制，在性能和处理速度上优势明显，并且编程简单，设计灵活，时钟频率高，抗干扰能力强，稳定性好的优点。

特定的逻辑功能由用户通过硬件描述语言（HDL ）实现，设计灵活，功能可以更改。

此外，FPGA 还有大量可编程逻辑的片上系统，主要包括PLL （锁相环）模块和存储单元，可为总线、模块产生时钟。

因此， FPGA 的这些处理速度快和存储特性使其非常适合用作ADC 的控制设备，以实现高速信号采集和存储控制。

信息通信INFORMATION & COMMUNICATIONS2020年第1期（总第205期）2020(Sum. No 205)基于FPGA 的雷达信号采集及预处理电路设计裴静静'，李佳宁'（1冲航工业西安航空计算技术研究所;2.陆军装备部航空军代局驻西安地区航空军代室，陕西西安710065）摘要:针对现代雷达对抗侦察技术的发展及需求，根据雷达信号处理的特点设计了一种基于FPGA 的雷达信号采集及预处理电路，文章对该电路中AD 采集调理电路、采样时钟电路、FPGA 供电电路以及AD 采集关键技术做了详细介绍。

该电路 实现了雷达信号的高精度采集，实时接收、存储以及信号快速处理，为雷达信号后续处理搭建了平台，具有良好的推广性。

关键词：雷达信号;FPGA ；AD 采集中图分类号:TN957.51文献标识码:A 文章编号:1673-1131（ 2020 ）01-0128-020引言在现代战争中雷达对抗是取得信息优势和军事优势的重 要手段和保证，是消灭敌人、完成任务、保存自己的必要武器。

雷达需要实现对抗必须通过信号处理来检测目标，并提取目标的各种有用信息,如距离、角度、运动速度、目标形状和和性质等，同时通过数据处理进一步完成雷达目标的点迹和航迹 处理，以及目标信息的显示和分发等。

现代雷达辐射源数量 多，分布密度大，脉冲重频高，信号交叠严重，想要在如此复杂的环境中迅速识别目标，实施打击对抗,就要求雷达侦察接收机和信号处理机具有对瞬时检测脉冲信号的快速检测、处理及识别能力,传统雷达信号处理机大都无法满足要求。

XC7K325T-2FFG900是XILINX 公司近几年新推出的一 款新型的28nmFPGA,该芯片具有足够多的通用IO 和高速串行接口用于连接外围电路，并有足够多的逻辑资源实现数据 传输和时序控制，与前几代FPGA 相比，器功耗降低了一半, 而性价比提高了2倍，适用于图像及雷达信号等大数据量处理。

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的信号采集与处理系统设计与实现一、本文概述随着电子技术的快速发展，信号采集与处理技术在众多领域，如通信、医疗、军事和航空航天等，都发挥着至关重要的作用。

现场可编程门阵列（FPGA）作为一种高性能、高灵活性的硬件平台，其在信号采集与处理领域的应用日益广泛。

本文旨在探讨基于FPGA的信号采集与处理系统的设计与实现，包括系统的硬件架构、软件设计、信号采集方法、处理算法以及优化策略等方面。

本文将首先介绍FPGA的基本原理、特性和在信号处理中的优势，然后阐述信号采集与处理系统的总体设计方案。

在硬件设计部分，将详细介绍FPGA的选择、外围电路的设计以及与其他硬件组件的接口设计。

在软件设计部分，将重点讨论信号采集模块、处理算法模块以及控制模块的实现方法。

接着，本文将深入探讨信号采集的关键技术，包括采样率的选择、抗混叠滤波器的设计以及模数转换器的选型等。

对于处理算法部分，将涉及数字信号处理的基础理论，如傅里叶变换、滤波器等，以及它们在FPGA上的实现方法。

还将讨论如何通过优化算法和硬件设计来提高系统的性能和实时性。

本文将通过具体的实验和测试来验证所设计的信号采集与处理系统的性能，并给出结论和展望。

本文旨在为读者提供一个全面、深入的基于FPGA的信号采集与处理系统设计与实现的参考指南，同时也希望为相关领域的研究和实践提供有益的借鉴和启示。

二、FPGA基础知识FPGA，全称为现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array），是一种半定制电路，它结合了通用处理器和专用集成电路（ASIC）的优点。

FPGA内部包含大量的可配置逻辑块（Configurable Logic Blocks, CLBs）、输入输出块（Input/Output Blocks, IOBs）和内部连线（Interconnect），这些资源可以通过编程实现各种不同的逻辑功能。

可配置逻辑块（CLBs）：CLBs是FPGA的基本逻辑单元，可以配置为执行各种逻辑操作，如AND、OR、OR等，以及更复杂的组合逻辑和时序逻辑功能。

基于FPGA的数字信号处理技术在雷达信号处理中的应用雷达技术是一种实现远距离非接触检测的方法，通过发射和接收电磁波来探测目标物体的位置、速度、形状等参数，并能对这些参数进行处理，实现目标识别和跟踪。

由于雷达信号在传输过程中会受到各种干扰，因此需要对信号进行处理以提高信噪比和分辨率。

基于FPGA的数字信号处理技术在雷达信号处理中具有重要的应用，它可以提高信号处理的效率和精度。

1. FPGA的概述和特点FPGA是一种可编程的逻辑器件，具有高度的可编程性和可重构性。

它可以通过编程的方式实现不同的功能，包括数字信号处理、图像处理、通信协议等。

相比于ASIC芯片，FPGA具有更高的灵活性、更短的开发周期和更低的成本，因此越来越多的应用将FPGA作为处理核心。

2. FPGA在雷达信号处理中的应用雷达信号处理涉及到很多数字信号处理算法，包括滤波、FFT、相关和目标跟踪等。

这些算法需要对大量的采样数据进行处理和分析，因此需要高效的数字信号处理器。

FPGA具有并行处理能力和高速运算的特点，非常适合用于雷达信号的处理。

以滤波为例，通过在FPGA中实现数字滤波器，可以对雷达信号进行滤波处理，滤除噪声和杂波，提高信号的纯净度和可靠性。

同时，FPGA可以实现实时滤波和在线滤波，避免了离线处理的繁琐和延迟。

另外，FPGA还可以实现多通道滤波和自适应滤波等高级处理算法，提高滤波的效率和精度。

对于FFT算法，FPGA可以实现高速FFT计算，加快信号频谱分析的速度和精度。

FFT算法在雷达信号处理中广泛应用，可以实现目标检测和分类等功能。

通过在FPGA中实现FFT模块，可以大大提高FFT的运算速度和稳定性。

同时，FPGA 还可以实现多级FFT、变换解密和故障检测等增强功能，提高FFT算法的适应性和可扩展性。

相关算法是雷达信号处理中常用的一种算法，通过对雷达信号进行相关分析，可以实现信号的准确定位和跟踪。

FPGA可以实现复杂的相关算法，包括相干积、马赫菲函数和卡尔曼滤波等多种方法。

基于FPGA的雷达信号采集处理器的设计苗敏，柳晓鸣大连海事大学摘要：本文介绍了雷达信号高速采集处理器的设计，整个系统的设计是由FPGA担任主要控制处理模块，结合以AD9054芯片为核心实现的AD转换电路，完成的，简化了电路结构, 增强了系统设计的灵活性和可靠性, 降低了体积与成本。

详细讨论了AD转换电路以及FPGA控制模块的工作原理、系统设计过程中用到的一些关键技术。

关键词：AD转换，FPGA，雷达中图分类号：TN951 引言在雷达信号处理系统中,需要对目标的回波进行采集与处理，检测出目标的精确位置，预测与跟踪目标的运动轨迹，记录每一个目标的距离与时间。

同时，人们对数据采集系统的采集精度、数据采集速率都提出了更高的要求，雷达信号采集处理系统的设计需要解决系统在速度、精度、数据存储及处理等各方面的问题。

目前，许多现有的高速数据采集处理系统都是采用DSP+ FPGA协同控制来构建系统的基本结构。

在高速数据采集方面，FPGA具有DSP无法比拟的优势。

FPGA的时钟频率高，内部时延小，全部控制逻辑均可由硬件完成。

FPGA作为控制器的同时也作为数据通道,可以对数据进行分配、预处理,扮演协处理器角色。

而且FPGA集成度高、体积小、功耗低，可以集采集控制、缓冲、处理、传输于一个芯片内，编程配置灵活，开发周期短，系统简单，而且比较容易移植到雷达系统中，并且可以大大降低成本。

因此，对于有严格时序要求的高速雷达信号采集处理系统，我们采用FPGA构建系统核心控制电路。

2 数据采集系统结构考虑到实际需要，该采集处理系统应具有以下功能：适应各种雷达的信号接口，实现对信号AD转换的控制，完成恒虚警处理，滑窗检测、信号格式的极坐标向直角坐标转换，以及邻近单元的合并等一系列信号预处理的算法，将处理后的数字信号传送给dsp芯片进行更进一步的处理，然后送至上位机进行显示。

在这里我们只介绍基于FPGA部分的系统。

2.1 硬件结构系统硬件结构前端主要包括A/D转换电路、核心控制器FPGA，时钟电路。

基于FPGA和DSP的雷达模目信号设计图2系统实现框图系统工作流程为：DBF分机提供系统控制字、时序和外时钟，其中系统控制字通过光纤送出，每个CPI送一次，时序和外时钟通过电缆送出。

当FPGA收到控制字后，将其缓存于双口RAM，等到其次个FR，给DSP发起中断，通知DSP取走控制字。

DSP从控制字中提取CPI代码、FR代码、模目距离和模目多普勒等信息。

通过CPI代码可以知道雷达当前放射的是哪种波形，即哪种线形调频信号，通过FR 代码可以知道当前脉冲是该相干处理脉冲组中第几个脉冲，通过模目距离和模目多普勒可以知道系统要求模拟目标所处的距离和相对径向速度。

因为系统控制字已在其次个FR得到，所以在接下来的FR中，DSP 只需读进FR序列号，就不需要再读控制字。

读FR序列号的目的是为了计算模目因为存在径向速度而产生的相位，即φd=fd(n-1)Tr，其中：n 即为FR序列号；Tr为脉冲重复周期，一旦获得这些信息，就可以计算模目。

在计算模目的过程中，采纳了乒乓存储方式，即当前FR产生下一FR的数据，并存于FPGA的双口RAM中，等下一FR到来时，延迟到系统控制字所给的模目距离单元所对应的时刻，读出模目数据即可。

为了使目标回波与实际状况全都，要求模目信号在距离和多普勒上都要含糊，因为系统控制字送来的参数是非含糊的，那么转换办法为：含糊距离=真切距离mod本相干处理脉冲组对应的距离，含糊多普勒一真切多普勒mod本相干处理脉冲组对应的重频，其中mod为求模，这一过程在DSP中完成。

3调试过程调试所用到的分机有：综合分机，送时序和控制字；DBF分机，完成控制字中CPI代码和FR代码的填充，并通过光纤将控制字送至DSP分机，本模目信号产生模块就在DSP分机的脉压插件上；频率源，给每个分机提供时钟；除此之外，还需要一台直流。

系统加电后，DSP初始化完成就处于等待状态，当有时序和系统控制字送来，DSP就按照控制字的要求产生模目信号，并在时序的同步下将信号送往FPGA，然后再由FPGA送后续处理。

基于FPGA与DSP的雷达高速数据采集系统随着雷达数据处理技术的快速发展，需要高速采集雷达回波信号。

然而激光雷达的发射波及回波信号经光电器件转换后，形成的电信号脉宽窄，幅度低，而且背景噪声大，如采用低速的数据采集系统进行采集，存在数据精度不高等问题。

同时，为避免数据传输不及时，发生数据丢失，影响系统的可靠性和实时性，需设计开发高速数据采集系统。

设计中针对前端输出约-25～25 mV，带宽为20 MHz 的信号，采用高带宽，低噪声，高数据传输率，高分辨率数模转换芯片AD9235；利用XC2V250 内部的大小为6 KB 的异步FIFO 实现AD9235 转换器与TMS320C6201 间的高速数据传输。

采集系统的采样率为30 MHz，分辨率为12 位，内部异步缓存FIFO 为6 KB，满足高速数据采集要求。

1 系统设计如果A／D 直接与DSP 的外部存储接口EMIF 连接，会使DSP 的负荷过重，另一方面DSP 还需扩展外设，与采样输入共用一条外部总线，进行外部设备的读写，不允许数据采集始终占用外部总线。

如果不能及时接收数据，上次存储的数据会被覆盖，造成数据丢失。

异步FIFO 能实现不同时钟域的数据传输，可将它作为A／D 转换器和EMIF 之间的桥梁，每写入一块数据，便通知EMIF 从FIFO 取走数据。

基于以上分析，图1 为高速数据采集系统结构框图。

FPGA 内部DCM 为A／D 转换器和DSP 提供采样时钟和外部振荡源，A／D 转换器与DSP 工作在不同时钟，在FPGA 内部生成一个异步FIFO 作为数据传输缓存。

A／D 转换器把采样值写入FIFO，FIFO 写使能WR_EN 一直有效，系统上电后，A／D 转换器一直处于工作状态，每写入一块数据便向DSP 发出中断信号，在中断中读取FIFO 中的数据。

FIFO 输入数据宽度12 位，。

基于FPGA的雷达信号处理方法探究【摘要】作为雷达的关键组成部分，雷达信号处理系统对雷达精度起着关键性作用。

FPGA技术以其出色的优点，已经在雷达信号处理系统中得到越来越广泛的应用。

本文主要就基于FPGA的雷达信号处理方法进行探究。

【关键词】FPGA;DSP;雷达;信号处理一、引言经济发展以及军事技术现代化的不断推进对雷达技术提出了更高的要求。

目前超大规模集成电路等电子技术的迅速发展和微机计算速度的提升，特别是大规模可编程逻辑器件的不断进步，为雷达信号的处理带来了新的发展机遇。

目前不断提高的A/D转换速率对数字信号处理器提出了更高的处理速率要求，而传统的DSP已经无法满足这种超高速数据流的需要，因此FPGA应用就成为解决这一问题的主要方案。

二、雷达信号处理的主要技术及FPGA 的特点雷达的发射机可以把电磁波能量射向某一方向，这些电磁波如果遇到物体就会反射回来，雷达天线可以接收这些反射波并通过相关接收设备进行处理，以提取如距离、速度、方位和高度等相关信息。

目前，通用雷达的信号处理系统主要依靠以下的步骤来进行信号处理：雷达信号转换→信号处理→数据传输→目标显示与控制，这一系列处理过程中涉及到许多重要技术，例如：数据重采样、匹配滤波、恒虚警处理等，这些步骤需要高度复杂的FFT、FIR等运算完成，并且这些运算和步骤的实现都有极高的实时性要求。

上世纪数字逻辑电路的飞跃式发展使设计方法逐渐演变为采用可编程逻辑器件。

经过了连续不断的发展和进步，FPGA由可编程的只读存储器已经逐步发展成为可编程的片上系统并实现了多种技术的融合，技术上的进步不仅提高了芯片的性能，同时其工艺和规模也不断扩大，目前已经达到了百万以上的规模。

同时技术的进步还进一步提高了它的应用价值，FPGA设计灵活并且具有可移植性，这就使得现场编程成为可能。

因此FPGA在很多领域都已经得到了广泛的应用。

由于FPGA技术除了包含了查找表、多路复用器、寄存器和存储器以外，还拥有包括乘法器、加法器以及输入—输出处理等专用电路。

基于FPGA的雷达中／视频数据采集与回放系统设计
0 引言随着科学技术的飞速发展，在军事、航空航天和测试及测量等领域，人们对数据采集系统的采样精度、采样率和存储量等指标提出了更高的要求。

传统的采集器件使用起来很不方便，其局限性非常明显，显然已经不能适应现代技术发展的需要。

目前，随着集成电路技术的进步，大规模和超大规模的可编程逻辑器件在实际系统设计中得到广泛的应用。

由于其集成度高、功耗低、设计灵活、效率高等优势，同时器件具有用户可编程特性，可大大缩短系统设计周期，减少设计费用，降低风险投入，而且部分器件还具有在线可编程的能力。

在此介绍一种雷达中／视频数据采集记录系统，它的核心技术是利用高速可编程逻辑门阵列FPGA 对雷达目标回波进行高速实时采集，并将持续采集来的信号数据记录在计算机硬盘上，以供后续数据处理需要。

本系统的特点是：小型化，便于携带，连接方便，操作简单，记录时间长，采样率高，数据传输率高，动态范围大(12 位A／D 分辨率)，并采用正交双通道采集方式，完全符合高速大容量雷达信号采集记录的需要。

1 系统组成与工作原理系统主要由计算机和系统采集硬件组成，系统采集硬件由一块带有双路高速A／D 和USB 接口电路的底板和一块带有FPGA 的核心板组成。

雷达数据采集记录系统的工作流程如图1 所示。

系统以台式PC 作为采集主控设备，雷达中／视频回波信号经A／D 转换器进行模数转换，再由FPGA 控制的核心采集模块来完成数据的采集量化，采集模块可以根据来自雷达系统的时钟、同步触发信号来控制对雷达回波信号的采集，然后将采集到的数据通过缓冲模块送给USB，USB 接口将数据打包传送到台式电脑的硬盘上以供显示和处理使用。

FPGA 与上位机间的数据交换是实现。

基于FPGA的雷达状态参数采集系统设计与实现郭宝锋;韩壮志;何强;尚朝轩;曾慧燕;马少闯【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2012(20)4【摘要】为使雷达回波模拟系统能够逼真地模拟真实作战环境,有效地对雷达各分系统进行测试,提出了雷达状态参数采集电路的设计方案,并给出了其软硬件实现;该方案以FPGA为核心,解决了不同状态参数的实时性采集问题,并通过制定串行传输协议,避免了数据传输过程中的冲突,保证了各状态参数传输的准确性,输出接口采用LVDS标准接口,确保了各状态参数的高速长距离传输;实验结果表明,该系统工作稳定,能够准确、实时地采集并传输雷达状态参数,且便于与其他数字电路的集成,满足系统设计的要求.%In order to simulate the radar echo realistically to the real operational environment, effectively to test various radar subsystem, the design scheme of radar status parameters acquisition circuit is proposed, its implement of software and hardware is given. The scheme, FPGA as the core, solved real-time acquisition issues of different status parameters, it avoided conflicts during data transmission through the development of a serial transfer protocol, which ensured the accuracy of transmission parameters. Employing LVDS standard interface as the output interface ensured the high-speed long-distance transmission of the status parameters. Experimental results show that the system is stable, it can accurately acquire and transmit radar status parameters in real-time, andeasy integration with other digital circuits, which meet system design requirements.【总页数】4页(P1135-1137,1151)【作者】郭宝锋;韩壮志;何强;尚朝轩;曾慧燕;马少闯【作者单位】军械工程学院光学与电子工程系,河北石家庄050003;军械工程学院光学与电子工程系,河北石家庄050003;军械工程学院光学与电子工程系,河北石家庄050003;军械工程学院光学与电子工程系,河北石家庄050003;军械工程学院光学与电子工程系,河北石家庄050003;军械工程学院光学与电子工程系,河北石家庄050003【正文语种】中文【中图分类】TN95【相关文献】1.基于FPGA雷达回波环境模拟系统设计与实现 [J], 盛川;张永顺;路文龙2.基于FPGA的雷达状态参数分选设计与实现 [J], 高建栋;郭宝锋;韩壮志;何强3.基于FPGA的新型雷达图像处理系统设计与实现 [J], 达平;张金林;谷京朝4.基于双DSP的航空发动机参数采集系统设计与实现 [J], 刘鸿;李鹏5.基于FPGA的单脉冲雷达信号预处理系统设计与实现 [J], 刘国满;韩海跃因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于FPGA的探地雷达数据采集系统设计程昌彦;李太全【摘要】基于探地雷达数据采集系统对数字化集成化的需求,提出了一种基于FPGA的数据采集系统的设计方案,用于采集探地雷达回波信号.FPGA直接通过控制精密延时芯片MC100EP196对采样脉冲进行延时调整,控制采样脉冲的延时步进,系统最大采样率理论值达到100 GS/s,并且时窗可以任意调整.给出了设计方案,对系统的工作原理和特点进行了详细的说明.通过与示波器对比以及分析采集测试效果图,得到稳定有效的数据,实际采样率达到20 GS/s,证明了系统的可行性.【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2017(047)004【总页数】3页(P28-30)【关键词】探地雷达;等效采样;延时芯片;高速数据采集;MC100EP196;AD9629【作者】程昌彦;李太全【作者单位】长江大学物理科学与光电工程学院,湖北荆州434020;长江大学物理科学与光电工程学院,湖北荆州434020【正文语种】中文【中图分类】TN959探地雷达是一种有效的浅层地质勘探仪器,该仪器多为冲击型探地雷达，其回波是一个宽度为纳秒或亚纳秒级的窄脉冲[1]，在电路上难以实现对此快速的信号直接采样分析，现多以等效采样方法采集雷达回波[2]。

等效采样需要一个精确的时间步进取样脉冲，产生该脉冲的方法有快慢斜波信号法[3],通过比较器产生相位步进的取样脉冲，也有使用电容充放电原理的方法[4]，这些方法借助比较器产生取样脉冲，容易受到电源电压、噪声干扰等影响产生时钟抖动，降低模数转换的信噪比，特别是对高频信号的取样，信噪比下降更加严重。

还有使用多片ADC交替采样的原理[5-6]，但需要占用更多的布局空间和成本，对时钟同步性要求也较高。

本文提出的方法是直接通过控制数字延时芯片产生步进延时来等效采集雷达回波[7]，通过FPGA调整时窗，是一个集成化的数字系统，具有结构简单、成本低、调节控制方便和抗干扰性强等优点。

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。

基于FPGA的噪声调频雷达信号处理系统的设计与实现的开题报告一、选题背景随着科技的不断发展，雷达技术逐渐成为了现代军事、民用等领域中必不可少的一部分。

噪声调频雷达作为一种新兴的高分辨率、低能耗的雷达技术，已经广泛应用于防御、民用等领域。

噪声调频雷达能够在相同的功率下，提供更高的分辨率和距离精度，实现飞行器、车辆、船只等目标的快速探测和跟踪。

由于其应用前景广阔，因此开发基于FPGA 的噪声调频雷达信号处理系统有着重要的意义。

二、研究内容1. 噪声调频雷达信号处理系统的概述介绍噪声调频雷达的原理及应用，并分析该雷达信号处理系统的主要内容。

2. 基于FPGA的噪声调频雷达信号处理系统设计通过分析噪声调频雷达信号处理系统的需求，搭建基于FPGA的噪声调频雷达信号处理系统框架，包括硬件部分的设计以及整体系统的构建。

3. 基于MATLAB的中频处理算法实现采用MATLAB实现中频信号的处理算法，包括FFT变换及相关算法等。

4. 系统功能测试与评估对该信号处理系统进行仿真测试，评估其对噪声调频雷达信号的处理效果和性能指标等。

三、研究意义通过本研究，可以利用FPGA技术对噪声调频雷达信号进行处理，提高雷达信号的精度和可靠性，为相关领域的工程实践提供技术支持。

同时，可以探索出一种从MATLAB到FPGA的信号处理方法，为其他领域的信号处理提供思路。

四、研究方法本研究将采用文献资料法、实验方法和仿真测试法等多种研究方法进行，其中文献资料法主要用于分析噪声调频雷达的原理和相关技术；实验方法主要用于系统硬件设计和测试；仿真测试法主要用于对系统功能的实际效果进行评估。

五、预期成果本研究将设计并实现一套基于FPGA的噪声调频雷达信号处理系统，探索MATLAB到FPGA的信号处理方法，提高噪声调频雷达的信号处理精度和可靠性，为该领域的发展贡献出自己的一份力量。

的灵活性和适应性。

图1为本信号处理系统的功能框图。

图1信号处理系统的功能框图数字脉冲压缩本雷达采用固态发射机,峰值功率受限,只能通过增加发射机的平均功率来提高作用距离。

提高发射机平均功率的办法就是要进一步加大发射脉冲的时宽。

但是,脉冲宽度的增加带来了距离分辨率的降距离分辨率和作用距离之间试一对矛盾体,解决这一矛盾的方法位寄存器的延迟数与卫星编号相关。

图4P码发生器及时域波形2.3导航电文数据码产生GPS的导航数据码的播发速度是50HZ bit,对于GPS接收的射频前端和数字中频,该数据码可以用Bernoulli随机分布模型来模拟[5],在Simulink仿真环境中可以直接调用Bernoulli模块直接产生随机序列。

2.4BPSK调制完成C/A码、P码和导航数据码等基带处理后需要对其进行BPSK调制。

BPSK调制时将基带单极性码(0,1)转换成双极性码(-1,1),然后将其乘上载波。

二进制单极性码转为双极性码的转换原理为:将输入左移1位后减1。

得到双极性码后乘上正弦波就得到调制波形。

3GPS信号的基带等效仿真由于GPS LI载波频率为1575.42MHz,若在Simulink平台下直接为基带等效通信系统进行仿真。

图5是基带仿真频谱图。

图5GPS L1基带仿真频谱图小结本文利用Simulink工具产生L1波段上的GPS信号,给出了C/A 码,数据码,BPSK等模块的仿真图,主要针对基带信号仿真。

1575.42MHz的L1波段。

由于频率较高,时域仿真不太现实,因此将频带通信系统转化为基带等效通信系统进行仿真。

【参考文献】谢钢.GPS原理与接收机设计[M].电子工业出版社.邓炜,杨东凯,寇艳红.GPS中频信号处理的Simulink实现[J].遥测遥控,2006,11,27沈超,裘正定.基于MatLab/Simulink的GPS系统仿真[J].系统仿真学报,2006,7,18涂凤琴.GPS中频卫星信号的仿真研究[D].南京:南京理工大学,2010.陈涛.GPS接收机基带信号处理的研究和设计[D].上海:上海交通大学,2009.[责任编辑:汤静(上接第69页)缘内侧虚警概率显著增加的现象。

基于FPGA的雷达信号高速实时采集和显示系统设计孙玉梅;张彦飞;王美春;王选诚【摘要】雷达回波采集的目的是为雷达数据处理和目标检测、定位、跟踪做必要的准备。

本系统采用带有RAID适配卡的工控机作雷达视频回波采集的主控设备，设计了基于FPGA的雷达信号高速采集卡。

利用FPGA内部双口RAM的乒乓切换与缓冲区环行存储技术保证了连续采集。

采用数据抽取、坐标查表映射等技术在微机显示器上以PPI（平面位置）方式进行实时显示。

试验结果表明本系统能够对每秒50万点的雷达回波信号进行实时高速连续采集、存储和实时显示。

%The aim of radar signals acquisition is to prepare for radar data processing,target detection,ranging and tracking. The system employs a microcomputer with a RAID card as the acquisition control equipment. A high speed,FPGA-based radar signals acquisition card is designed. The system uses dual-port RAM in FPGA and buffer storage to provide continuous acquisition,and data selection,coordinate inquiry-list mapping technique to imple⁃ment real-time PPI display on microcomputer monitor. Test result shows that the system can collect,store and real-time display radar signals at a speed of 500 thousands data-sets per second.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2016(039)003【总页数】5页(P639-643)【关键词】雷达;信号;数据采集;FPGA【作者】孙玉梅;张彦飞;王美春;王选诚【作者单位】烟台南山学院东海校区电气与电子工程系，山东烟台265713;烟台南山学院东海校区电气与电子工程系，山东烟台265713;烟台南山学院东海校区电气与电子工程系，山东烟台265713;烟台南山学院东海校区电气与电子工程系，山东烟台265713【正文语种】中文【中图分类】TN957.51现代雷达信号处理需要现场采集大量的雷达视频回波数据，以分析和研究目标回波信号的各种特性为目标的信息提取和处理提供依据［1］。

基于FPGA 的雷达信号采集系统设计近年来，雷达在军用和民用领域都获得了巨大的发展。

雷达信号处理系统是雷达的关键模块，对雷达定位精度起着决定性作用。

FPGA 以其众多的优点，在雷达信号处理系统中被广泛使用。

本文探究FPGA 在雷达信号采集方面的应用。

在现今高速A/D 转换电路的转换速率愈来愈高的条件下，雷达系统对数字信号处理器的处理速率提出了更高的要求。

传统通用的DSP 由于其运行速率的限制，有时无法直接处理采样产生的超高速数据流，而FPGA 在雷达系统中的应用给上述问题带来了经济、有效的解决方案［1］。

一、雷达信号处理的主要技术及FPGA 的特点雷达信号处理系统进行信号处理的主要步骤有：雷达信号模式转换和存储目标检测和信号处理与上位机的数据传输上位机目标显示与控制，这其中所涉及的主要技术有数据重采样、自适应滤波、脉冲压缩、参数估计、恒虚警处理、自适应波束形成等，这些步骤需要完成具有高度重复性的FFT、FIR 等运算，并且实时性要求极高。

FPGA 即现场可编程门阵列包含了查找表、多路复用器、寄存器和存储器，还拥有专用电路，如乘法器、快速加法器和输入- 输出处理单元。

现在FPGA 的数据处理能力已经远远超过了CPU 和DSP，已经逐渐成为了数字通信、视频和图像编解码等大数据量处理领域，以及高性能数字信号处理系统的关键模块［2］。

综上所述，FPGA 适合应用于雷达数字信号处理系统。

二、雷达信号的采集分析在雷达系统信号采集的过程中，需要完成的任务是对雷达回波模拟信号进行数字化采集，怎样达到数字化的采集，这就包括了采样频率如何设定、采样是否准确、能否保留所有信息还原原始信号以及多大的同步误差等等信号处理问题［3］。

由于雷达视频信号是模拟视频信号，因此需对雷达视频信号采取数字化采集，首先就是利用FPGA 构成的时序数字逻辑电路来进行采样，将原始雷达模拟信号转变为系统能够处理的数字信号［4］，然后将采样后得到的数字信号传输到后面的模块进行进一步处理。

84M i c r o c o n t r o l l e r s &E m b e d d e d S ys t e m s 2021年第6期w w w .m e s n e t .c o m .c n基于F P G A 的G M 4943A 雷达信号源设计陈坤1,穆仕博2,潘亮1,3(1.中国空空导弹研究院,洛阳471009;2.驻中国空空导弹研究院军事代表室;3.航空制导武器航空科技重点实验室)摘要:本文在研究国产四通道雷达信号源芯片GM 4943A 的工作机理和内部寄存器操作的基础上,基于F P G A 技术其及信号源控制模块,并在V i v a d o 16.2软件环境中进行软件编程和设计实现㊂测试结果表明,该雷达信号源模块具有频率㊁相位和幅度可调可控的能力,具有数字化高分辨率㊁高稳定㊁大带宽和快速切换等特点,基本满足工程应用需求,对雷达信号源的开发设计具有一定参考价值㊂关键词:D D S 技术;GM 4943A ;F P G A 技术;雷达信号源中图分类号:T P 333 文献标识码:AD e s i g n o f G M 4943A R a d a r S i gn a l S o u r c e B a s e d o n F P G A C h e n K u n 1,M u S h i b o 2,P a n L i a n g1,3(1.C h i n a A i r b o r n e M i s s i l e A c a d e m y ,L u o y a n g 471009,C h i n a ;2.C h i n a M i l i t a r y R e pr s e n t a t i v e O f f i c e i n C h i n a A i r b o r n e M i s s i l e A c a d e m y ;3.A v i a t i o n K e y L a b o r a t o r y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o n A i r b o r n e G u i d e d W e a po n )A b s t r a c t :B y s t u d y o f t h e w o r k i n g m e c h a n i s m a n d i n t e r n a l r e g i s t e r o p e r a t i o n o f t h e d o m e s t i c f o u r -c h a n n e l r a d a r s i g n a l s o u r c e c h i pGM 4943A ,a s i g n a l s o u r c e c o n t r o l m o d u l e i s d e s i gn e d w i t h t h e V i v a d o 16.2s o f t w a r e e n v i r o n m e n t b a s e d o n F P G A.T h e t e s t r e s u l t s s h o w t h a t t h e r a d a r s i g n a l s o u r c e m o d u l e h a s t h e a d j u s t a b l e a n d c o n t r o l l a b l e c a p a b i l i t y o f f r e q u e n c y ,p h a s e a n d a m pl i t u d e ,a n d h a s t h e c h a r a c -t e r i s t i c s o f d i g i t a l h i g h r e s o l u t i o n ,h i g h s t a b i l i t y ,l a r g e b a n d w i d t h a n d f a s t s w i t c h i n g ,w h i c h b a s i c a l l y m e e t s t h e n e e d s o f e n g i n e e r i n g a p p l i -c a t i o n a n d h a s c e r t a i n r e f e r e n c e v a l u e f o r t h e d e v e l o p m e n t a n d d e s i g n o f r a d a r s i gn a l s o u r c e .K e yw o r d s :D D S t e c h n o l o g y ;GM 4943A ;F P G A t e c h n o l o g y ;r a d a r s i g n a l s o u r c e 0 引 言信号发生器也称为信号源,其输出信号类型有正弦波㊁函数信号㊁调制信号等,常采用频率合成技术进行设计㊂频率合成技术[1]的发展大致经历了三个阶段:第一阶段是直接模拟合成技术,它是利用一个或多个不同的晶振作为基准信号源,经过混频㊁倍频㊁低通滤波等电路调理后,产生需要的离散频率,输出信号具有稳定的优点,不过信号频率低㊁形式单一,同时调试难度大;第二阶段是间接锁相环频率合成技术,主要利用模拟锁相环路实现频率合成,具有方便调试的优点,不过信号频率切换速度较慢;第三阶段是直接数字频率合成技术,实现了数字化控制相位㊁频率和幅度,产生信号具有频率高㊁任意波形㊁频率分辨率高㊁快速频率转换㊁相位连续等优点㊂本文利用国产的D D S 芯片,采用F P G A 技术[2]设计实现雷达信号源㊂1 G M 4943A 芯片简介1.1 性 能GM 4943A [3]作为一款具有4个通道超宽带的信号源,在雷达信号处理领域有广泛应用㊂作为一款成熟的国产化D D S 芯片,具有丰富的功能,内部包括4路独立的D D S 通道,每路有独立的相位㊁频率和幅度控制,支持线性扫描㊁非线性扫描㊁频率键控㊁相位键控㊁幅度控制和R AM 扫描等功能㊂1.2 功 能GM 4943A 主要实现单频点信号产生㊁信号调制以及多种模式的扫频信号产生㊂内部集成D D S _C O R E 电路,采用两路并行的结构以降低芯片功耗㊂D D S _C O R E 电路内主要有串行S P I 接口㊁配置寄存器㊁线性扫描模块㊁R AM 相关模块㊁D A C 模块等㊂1.3 D D S 原理直接数字频率合成技术D D S (D i r e c t D i g i t a l S yn t h e -s i z e r),是利用奈奎斯特采样定理把一系列数字信号通过D /A 转换器转换为模拟信号,即数字化控制频率㊁相位和幅度㊂通过配置寄存器,D D S _C O R E 实现控制逻辑产生频率㊁相位和幅度,进而输出相应正弦波形㊂D D S _C O R E基本结构如图1所示㊂敬请登录网站在线投稿(t o u ga o .m e s n e t .c o m.c n )2021年第6期85图1 D D S _C O R E 基本结构f 0=f s ˑFTW /248(1)P h a s e =360ˑP OW /216(2)A m=A m a x ˑAS F /214(3)式中,f 0㊁P h a s e 和A m 分别表示输出波形的频率㊁相位和幅度,F TW ㊁P OW 和A S F 分别表示频率字㊁相位字和幅度字,f s 和A m a x 分别表示系统时钟频率和输出波形最大幅度值㊂1.4 工作模式D D S _C O RE 工作时,根据产生频率控制字㊁相位控制字和幅度控制字的方式不同,芯片的工作模式大致可分为如下6种:单频点模式;使用外部I /O 接口直接调频模式;键控模式;线性扫描调试模式;分段式非线性扫描调制模式;R AM 扫描模式㊂当GM 4943A 工作于以上任何一种模式时,均可开启混频功能,实现第二奈奎斯特带信号的输出,芯片D A C 频谱特性如图2所示㊂图2 D A C 频谱特性2 硬件及软件设计作为一款功能强大的雷达信号产生芯片,在雷达信号领域具有广泛应用㊂基于中频信号的应用需求,设计产生4通道的线性调频信号[5],信号波形要求如下:通道一:从f 1频点向上扫描10MH z㊂通道二:从f 1频点向下扫描10MH z㊂通道三:从f 2频点向上扫描10MH z㊂通道四:从f 2频点向下扫描10MH z ㊂注意:f 1和f 2为两个中心频点㊂2.1 硬件设计本文将F P G A 作为主控芯片,采用8线S P I 接口配置GM 4943A 芯片的工作模式及其相应寄存器㊁相应电源转换芯片,提供GM 4943A 工作所需要的1.2V 和2.5V 电压㊂2.2 软件设计GM 4943A 支持线性扫描和分段式非线性扫描[3],其中分段式非线性扫描由4段线性扫描组合而成,每段线性扫描有相应的起始频率㊁终点频率㊁扫描率㊁扫描步进以及扫描控制方式等,实现的扫描方式有C h i r p 扫描㊁正三角扫描㊁上斜三角扫描㊁下斜三角扫描以及任意方向扫描㊂扫描模式的功能寄存器配置如表1所列㊂表1 扫描模式的功能寄存器配置S w e e p_m o d e [2:0]扫描方式000任意方向扫描001上斜三角扫描010下斜三角扫描011正三角扫描100C h i r p 扫描注:其中下斜三角扫描时,注意频率字配置寄存器一定按照顺序设置,否则不能产生向下线性调频信号㊂扫描率取决于扫描定时控制寄存器(s w e e p _r a m pr a t e S R R ),确定相邻两扫描点变化的时间间隔㊂扫描时间间隔由式t =S R RˑT s w e e p 决定,T s w e e p 为扫描定时器时钟周期,与系统时钟的关系为f s w e e p =f s y s _c l k /8,即系统时钟八分频㊂S R R 为扫描定时控制寄存器中的16位配置字,可分为向上扫描定时控制字S R R 0和向下扫描定时控制字S R R 1,分别控制上斜/下斜扫描的间隔时间㊂扫描步进取决于扫描步进寄存器,提供扫描的步进量,在扫描率定时器配置的时间间隔下,扫描累加器一次累加一个步进值,可分为向上扫描步进寄存器D F TW 0和向下扫描步进寄存器D F TW 1,分别控制上斜/下斜的扫描步进㊂以上斜三角扫描为例,其配置步骤如下:①配置m o d e 寄存器为100;②配置s w e e p_m o d e 寄存器为001;③配置F TWO ㊁F TW 1㊁D F TW 0㊁D F TW 1㊁S R R 0寄存器;④初始化P S X _0为0值;86M i c r o c o n t r o l l e r s &E m b e d d e d S ys t e m s 2021年第6期w w w .m e s n e t .c o m .c n⑤提供I O _U P D A T A 脉冲信号;⑥P S X _0为高电平时,则启动向上扫描㊂若扫描功能r e t u r n _z e r o 开启,则扫描完成后频率字累加器和相位累加器自动清零,即0频0相输出;若c o n -t i n u e 开启,则自动重新扫描;若扫描功能r e t u r n _s t a r t 开启,则自动恢复到起始频率并输出;若扫描功能s t a y _e n d 开启,则保持终点频率并输出㊂设计中,考虑数字化会导致输出波形掺杂着大量的杂散信号[5],为获得较干净的频谱输出,采取下列方式进行优化设计:a .合理选择输出频段,一般选择时钟频率的1/4~1/3,且输出频段尽量窄;b .输出频点避免如f s y s _c l k /3㊁f s y s _c l k /4㊁f s y s _c l k /5等整数分之输入参考系统时钟频率附近㊂如b 中f s ys _c l k /n 谐波的引入会引起假信号,分析带宽中应避免㊂2.3 设计实现基于以上软硬件设计,在V i v a d o 16.2软件开发环境中,针对芯片GM 4943A 设计实现雷达信号源控制模块㊂设计中采用有限状态机技术,利用V H D L 语言编写雷达信号源控制模块文件,其中有限状态机涉及的程序流程状态有:初始化/工作模式/模式参数生成/总线传输及配置和波形输出等状态,程序流程如图3所示㊂图3 雷达信号源控制模块程序流程图3 实验测试经过调试,该系统可达到预计的设计需求,实现了4通道频率㊁相位和幅度的可调可控线性调频波形输出㊂图4为不同通道的同相调制,图5为生成的线性调频信号㊂设计中采用的系统时钟频率为1.2G H z ,则该系统的时钟分辨率为4.26ˑ10e (-6)H z ,相位分辨率为0.0055ʎ;同时,为避免分析带宽中的时钟谐波,系统响应时间及切换时间采用了最精确扫描时间,即T s w e e p 约为6.67n s㊂图4不同通道的同相调制图5 线性调频信号4 结 语本文基于F P G A 技术和D D S 芯片GM 4943A ,利用V H D L 语言设计实现一个具有4通道频率㊁相位和幅度可调可控的信号发生器㊂测试结果表明,该设计得到的信号发生器能够实现频率精度高㊁波形质量好和频带范围宽的线性调频信号波形,满足课题的工程应用需要,具有国产化应用的借鉴价值㊂参考文献[1]郑朋伟.基于A D 9957的款第信号发生器的设计与实现[D ].西安:西安电子科技大学,2018.[2]梁状.基于D D S 的高频函数信号发生器设计与实现[D ].哈尔滨:哈尔滨理工大学,2018.[3]成都振芯科技股份有限公司.GM 4943A 四通道2.5G S P S 超宽带雷达信号源,2017.[4]卓康.基于D D S 的复杂雷达信号发生器设计[D ].成都:电子科技大学,2017.[5]王韧.基于D D S 的高性能雷达信号发生器的设计与实现[D ].西安:西安电子科技大学,2017.陈坤,主要研究方向为雷达导引头信号处理设计及开发和质量工程等;潘亮(工程师),主要研究方向为雷达导引头信号处理嵌入式系统开发及航空电子设备总线嵌入式设计㊂通信作者:潘亮,ji l e r c o m -e r @163.c o m ㊂(责任编辑:薛士然 收稿日期:2020-12-07)。

一种基于FPGA和DSP的雷达信号处理系统的设计摘要：本文主要对基于FPGA和DSP的雷达信号处理的设计方法进行了分析，对新型的工作原理图进行了明确，然后对硬件电路设计以及软件电路设计进行了探究，在此基础上对这种信号处理系统的设计优点进行了总结，希望能为基于FPGA和DSP雷达信号的处理以及传输工作提供良好的参考依据。

关键词：FPGA；DSP；雷达信号处理系统；设计基于PGA和DSP的雷达信号处理系统的设计工作，可以对传统设计过程中存在的问题进行有效的解决。

其中DSP属于一种处理器，在应用的过程中可以根据相应的指令，对一些算法流程进行明确，并且发挥出了良好的控制效果；而FPGA属于现场可编程器件，在整个设计过程中具有一定的易操作性，可以在很快的时间内对内部做出调整，最终实现对系统的重新构建。

1 常规信号处理系统的设计在对以往的雷达信号处理系统进行设计的过程中，设计人员首先需要对应用范围进行了解，然后在此基础上对具体的算法流程进行明确，并构建出完善的系统结构，通常情况下需要将结构划分为相应的模块，然后才能开展对电路的设计工作。

但是这种设计方法存在着非常大的局限性，主要是因为其中产生的数据量非常的大，这就导致在设计过程中需要对系统的可重构性以及扩展性进行全面的分析，并且还需要构建出统一的处理平台。

另外，在常规的信号处理系统设计过程中，在任务方面呈现出了一定的多样性，大部分由模拟电路完成的功能都转化为数字的方式进行处理。

在不同的阶段中，系统所处理的任务具有明显的差异，这就需要系统发挥出多种功能，需要在一定程度上满足一定的通用性。

2 雷达信号处理机方案设计2.1 总体设计思想在对雷达信号处理系统进行设计的过程中，需要在以下功能上得到充分的发挥：首先，需要完成对中频信号的采集工作，同时还需要对数字下变频进行合理的采集，在此基础上才能获取到相应的数字信号。

在对信号进行处理的过程中，当处理工作完成之后，需要对非合作运动目标相关的参数进行测量，同时还需要对其中存在的误差进行求取，对AGC实现一定的控制作用。