基于FPGA的雷达数字信号处理机设计

  本文摘要：本文使用脉冲多普勒、数字波束构成等技术，为某型雷达导引头信号项目设计了其关键部分雷达数字信号处理机。本处理器使用FPGA平台构建，文中详尽讲解了该处理器基于FPGA的基频信号产生模块、脉冲信号收集模块、掌控信号产生模块和时钟模块等硬件模块的设计思路。 1系统方案设计 目前，主要使用三种方法构建雷达数字信号处理系统设计：基于DSP技术构建雷达数字信号处理，基于FPGA+DSP技术构建和基于FPGA技术来构建。

本文使用脉冲多普勒、数字波束构成等技术，为某型雷达导引头信号项目设计了其关键部分雷达数字信号处理机。本处理器使用FPGA平台构建，文中详尽讲解了该处理器基于FPGA的基频信号产生模块、脉冲信号收集模块、掌控信号产生模块和时钟模块等硬件模块的设计思路。　　1系统方案设计　　目前，主要使用三种方法构建雷达数字信号处理系统设计：基于DSP技术构建雷达数字信号处理，基于FPGA+DSP技术构建和基于FPGA技术来构建。本方案搭配XilinxVirtex4FPGAXC4VSX55，其归属于XilinxSX系列，专用于高速数字信号处理领域，FPGA非常适合于高速数据的收集掌控、高速数据传输掌控，且目前的主流FPGA皆所含硬件乘加器、大量的逻辑单元、流水线处置技术等硬件结构，可高速已完成FFT、FIR、复数乘加、卷积、三角函数以及矩阵运算等数字信号处理。

高端FPGA堪称所含大量的DSP单元、RAM单元、MGT高速传输单元、DDRII数据控制器等IP核，这些皆是构建高速动态数字处置的最重要资源。此外，FPGA编程灵活性，更容易升级。其高度集成性和低灵活性使对外部硬件的必须更加较少，额外的硬件支出大大增大，十分限于于雷达数字信号的处置和将来的算法升级。

因此本方案使用FPGA技术展开雷达信号的处置。　　根据项目的设计市场需求，设计的雷达数字信号处理机系统整体框图如图1右图。

　　图一、数字信号处理机系统整体框图　　输出调理电路对接管到的脉冲信号展开预处理，预处理过后的信号经ADC切换为数字信号;取样后的信号经频率暂存，将100MHz的中频信号搬移到20MHz，然后对6个地下通道的信号展开幅度校正，避免地下通道间的不均衡问题。

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