基于FPGA的脉冲压缩系统研究与实现

论文摘要

脉冲压缩主要应用于现代雷达上进行距离探测和目标识别。Woodward从理论上完善了脉冲压缩的思想,提出了通过匹配滤波来对大时带积信号进行压缩,就可以获得输出的窄脉冲。采用宽脉冲是为了提高发射的平均功率,来保证作用距离,而在接收时通过脉冲压缩获得窄脉冲,从而提高距离分辨力,这样就可以很好的解决雷达作用距离和分辨力的矛盾。目前国内的数字脉压系统大部分都是采用DSP做为核心处理芯片,并且同时用多块DSP进行运算来达到提高处理速度的目的,不过这种做法系统结构比较复杂、精度不好保证,无法达到现代雷达的要求。本课题的主要目的是以FPGA做为核心处理芯片,研究出结构简单、处理速度快、精度较高的实时脉压系统。在本文中,首先对脉冲压缩系统进行了介绍,包括线性调频信号的一些特点,线性调频信号的匹配滤波和旁瓣抑制的概念,再就是脉冲压缩的具体原理和实现方法;随后对本文中涉及到的项目指标和要求进行了介绍,并且针对课题指标提出了理论上的总体方案和算法,并且采用MATLAB对该算法进行了仿真,给出仿真结果与系统要求的比较;接下来就是对本方案中所采用的硬件平台进行了简单介绍,包括A/D和FPGA的选择,并结合系统指标对选择器件的原因进行了详细的解释;然后就是对项目的理论方案和算法在FPGA上的实现进行了详细的分析和论证,包括算法的具体实现方法,在FPGA的实现过程中资源和时间的平衡,各个模块的功能以及程序的总体结构;在最后则对项目的最终平台进行了测试,并且给出了测试方法和结果。本文研究的基于FPGA的脉压系统作为预研课题达到了要求,并为以后的具体应用做了技术积累。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 背景及意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.3 本文主要工作
• 2 脉冲压缩系统介绍及方案论证
• 2.1 线性调频信号与脉冲压缩原理介绍
• 2.2 脉压系统方案论证
• 2.3 脉压硬件平台介绍
• 2.4 本章小结
• 3 脉冲压缩系统的FPGA 具体实现
• 3.1 脉压过程中资源和时间的选择
• 3.2 基于FPGA 的脉压算法
• 3.3 基于FPGA 的脉压系统结构
• 3.4 本章小结
• 4 脉压功能测试及结果分析
• 4.1 信号采集测试
• 4.2 数字脉压部分测试
• 4.3 本章小结
• 总结
• 致谢
• 参考文献