隨著相控陣技術的不斷發(fā)展與應用需求的提升,相控陣體制的雷達設計應用受到廣泛重視。本文以二維平面陣為基礎,對相控陣汽車雷達波束控制和目標檢測技術進行研究與實現,將相控陣波束切換快、指向靈活、多波束等特點運用于雷達目標檢測中,以提高雷達目標檢測效率。硬件實現方面,采用基于FPGA的硬件實現方法,進行了二維平面陣的波束控制和目標檢測設計,完成了邏輯代碼實現、仿真驗證、資源消耗以及時序分析,以體現硬件實現的實時性和模塊通用性優(yōu)勢。針對實際工程應用,進行了毫米波相控陣汽車雷達相關方案設計,采用Verilog語言完成了基于FPGA的波控板硬件實現,通過仿真和測試驗證了方案設計的正確性。本文主要工作內容及貢獻如下。（1）為提高多目標場景下的目標檢測效率,本文提出了一種基于FPGA的可控多波束形成方法,與單波束相比,該方法可緩解系統(tǒng)的資源調度壓力,提高多目標檢測效率。（2）針對相控陣高頻寬帶應用場景,提出了一種具有低時延波束捷變特性的波束控制方法。并基于該方法在FPGA上完成了二維平面陣波束控制實現,達到波束幅相實時流水線解算配置,該方法適用頻帶寬,模塊通用性高。（3）針對雜波背景下目標檢測實時性問題... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：97 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 論文研究背景及意義
    1.2 國內外研究現狀
    1.3 本文主要工作與內容安排
    1.4 論文結構關系
第二章 相控陣雷達波束形成與目標檢測理論分析
    2.1 相控陣相關理論
        2.1.1 任意陣列接收信號模型
        2.1.2 均勻矩形陣列接收信號模型
        2.1.3 二維平面陣天線方向圖函數
        2.1.4 二維平面陣波束形成
        2.1.5 二維平面陣天線波束特性
    2.2 目標檢測相關理論
        2.2.1 脈沖壓縮
        2.2.2 信號積累
        2.2.3 恒虛警檢測
    2.3 本章小結
第三章 波束形成與目標檢測軟件仿真及相關設計
    3.1 單波束目標檢測仿真
        3.1.1 二維平面陣單波束形成
        3.1.2 單波束相掃目標檢測
    3.2 多波束目標檢測仿真
        3.2.1 二維平面陣多波束形成
        3.2.2 多波束相掃目標檢測
    3.3 可控多波束形成方案設計
        3.3.1 整體方案設計
        3.3.2 子模塊設計
        3.3.3 設計方案分析
    3.4 本章小結
第四章 相控陣雷達波束控制與CFAR檢測硬件實現
    4.1 硬件實現與驗證器件選型
    4.2 波束控制設計與實現
        4.2.1 基于FPGA的波束控制實時解算設計
        4.2.2 內部子模塊設計
        4.2.3 FPGA實現結果分析
        4.2.4 波控解算實現總結
    4.3 ML-CFAR檢測器設計與實現
        4.3.1 FIR結構ML-CFAR檢測器設計
        4.3.2 CA-CFAR目標檢測仿真
        4.3.3 FIR結構CA-CFAR檢測器FPGA實現
        4.3.4 FIR結構CFAR檢測設計總結
    4.4 OS-CFAR檢測器設計與實現
        4.4.1 OS-CFAR檢測改進推導
        4.4.2 GO-OS-CFAR檢測FPGA實現
        4.4.3 多目標檢測仿真驗證
        4.4.4 FPGA實現結果分析
    4.5 二維OS-CFAR檢測器設計與實現
        4.5.1 二維OS-CFAR檢測方案設計
        4.5.2 多目標回波數據仿真
        4.5.3 FPGA實現結果分析
        4.5.4 二維OS-CFAR實現總結
    4.6 本章小結
第五章 毫米波相控陣汽車雷達設計與實現
    5.1 整體結構設計
        5.1.1 參數制定
        5.1.2 相控陣汽車雷達總體框架
        5.1.3 通信接口設計
    5.2 波控板整體方案設計
        5.2.1 波控板方案設計難點分析
        5.2.2 波控關鍵指標計算
        5.2.3 波控整體設計框圖
    5.3 波控板子模塊設計
        5.3.1 波控解算模塊
        5.3.2 初始化控制模塊
        5.3.3 芯片復位控制模塊
        5.3.4 直通控制模塊
        5.3.5 上電管理模塊
        5.3.6 收發(fā)切換模塊
        5.3.7 加載模塊
        5.3.8 接口模塊
    5.4 波控板整體實現結果分析
    5.5 本章小結
第六章 毫米波相控陣汽車雷達測試分析
    6.1 硬件整機
    6.2 波束控制部分測試
        6.2.1 測試環(huán)境
        6.2.2 相掃方向圖測試結果
    6.3 目標檢測部分測試
        6.3.1 內場測試
        6.3.2 外場測試
    6.4 項目所遇問題及解決方法
        6.4.1 需求輸入方面
        6.4.2 平臺環(huán)境方面
        6.4.3 FPGA邏輯實現方面問題
    6.5 本章小結
第七章 總結與展望
    7.1 工作總結
    7.2 后續(xù)展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果



本文編號：3040256