基于FPGA的雷达运动目标检测系统设计

【摘要】：雷达工作的电磁环境比较复杂,经常受到各种杂波干扰。为了提取出所需目标,需要对杂波进行抑制。在工程实现中,一般采用动目标显示、动目标检测、恒虚警和杂波图等方法来实现。现场可编程逻辑门阵列(FPGA)处理速率高,带宽大,配合DDR3强大的缓存能力,可以实现对雷达回波数据的高速处理。本论文对运动目标检测的相关算法进行了仿真分析,给出了工程实现方式,论文主要从以下几点展开的:1.从锯齿线性调频连续波雷达的工作原理出发,仿真了抑制固定地物杂波的动目标显示技术。比较了动目标显示的不同实现方式和优缺点;针对动目标检测技术,给出两种多普勒滤波器组的实现方式;针对雷达信号检测时的恒虚警检测处理,给出了四种恒虚警电路的实现方式;利用零通道幅度信息,建立了零速杂波图,并给出了超杂波检测方法;针对多普勒聚心技术,给出了工程实现方式。2.完成了硬件平台的设计。给出了信号处理板的结构框图,该处理板板间和板内数据传输带宽大,可以满足内外接口需求。给出了该硬件平台的FPGA资源,该FPGA集成度高,功耗低,并且能够反复编程;内部流水处理,能够大大降低处理延时,提高数据处理速度;有着更多的逻辑资源、乘法器和控制器等硬件资源,可以快速的进行信号处理和逻辑控制。FPGA内部存储空间有限,在进行数据处理的过程中需要缓存大量的数据。DDR3由于具有高速、大容量存储等优点,可以很好的与FPGA配合来实现数据缓存的功能。3.给出了雷达信号处理的运动目标检测方案。设计了动目标显示、动目标检测、恒虚警、超杂波检测和多普勒聚心等功能的框图。在数据缓存控制时,加入数据重排的功能。通过对DDR3地址位的控制,配合FPGA内部的缓存RAM,可以根据后级处理的需求,实现数据的重排,极大的缩短了信号处理时间。4.给出实测数据的处理结果,验证了FPGA所实现功能的正确性。并对本文中存在的一些问题进行总结,给出了一些改进性措施。