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基于FFT的雷达信号处理动目标检测的设计与实现

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第一章 绪论

1.1 论文选题背景及意义

1.2 论文主要工作及内容安排

第二章 动目标检测的基本理论

2.1 引言

2.2 动目标检测的实现方式

2.3 动目标检测的性能

2.4 相关算法研究与分析

2.5 本章小结

第三章 基 2 FFT 处理器的设计与实现

3.1 FFT 处理器的设计规范

3.2 FFT 处理器的接口

3.3 可变点 FFT 处理器设计

3.4 定点 FFT 处理器设计

3.5 FFT 处理器的仿真验证与性能分析

3.6 本章小结

第四章 基于 FFT 的动目标检测的设计与实现

4.1 雷达数字信号处理系统

4.2 动目标检测的处理过程

4.3 基于 FFT 的动目标检测设计

4.4 动目标检测的仿真验证与逻辑综合

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

致谢

参考文献

研究成果

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摘要

雷达信号处理系统是雷达系统的重要组成部分,随着雷达技术和微电子技术的飞速发展,雷达信号处理正向着通用化、系统化和模块化的方向发展。FPGA因灵活性强、处理速度快、可靠性强等优点在雷达信号处理系统中被广泛应用。
  动目标检测技术是雷达信号处理系统中的关键技术之一。针对动目标检测的设计与实现,本文的主要工作包括以下几个方面:首先,论文简要介绍了动目标检测技术的原理,分析了动目标检测常用的FIR和FFT两种实现方式,为了降低运算复杂度用FFT实现动目标检测;接着详尽介绍了按时域抽取的基2FFT算法和BOOTH编码的SF-CORDIC算法。其次,重点阐述了基2FFT算法的设计与实现,设计了一种可变点FFT处理器和一种定点FFT处理器;在资源和时序两方面对蝶形运算的乘法器和SF-CORDIC两种实现电路进行了比较;结合Matlab对本文的两种FFT处理器进行功能验证和误差分析,相对误差的量级为10-4;基于Virtex5芯片对两种FFT处理器进行FPGA验证,可变FFT处理器和定点FFT处理器的带宽分别可达17.4Gbps和32.5Gbps。最后,详细描述了动目标检测的整体电路设计方案,并利用搭建的Matlab算法模型验证电路功能的正确性,仿真结果表示运动目标的径向速度测量误差小于1.5m/s;ISE中的逻辑综合结果显示,本文的动目标检测的工作频率为276MHz,延迟为0.47ms,吞吐率可达12Gbps。

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