摘 要:为减小边坡监测雷达系统中巨大的数据运算和传送压力,并充分利用 XilinxKintex7 FPGA内部富余的硬件资源,设计了针对调频连续波的地基合成孔径雷达回波数据的快速预处理系统。该系统利用FPGA的并行处理能力与流水线结构,结合XilinxISE14.7开发平台中RAM/ROM,Divider、FFT IP核,实现了任意数量 PRT 信号相干积累、汉宁窗加窗滤波以及距离向压缩三项功能。经该系统处理后,在雷达回波数据到达 DSP 之前,雷达回波信号的信噪比得到了显著提高,距离向旁瓣得到了有效抑制,同时雷达系统的实时处理能力得到了极大的提升。
关键词:调频连续波;地基合成孔径雷达;解线调频;现场可编程门阵列;实时处理
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本文所采用的边坡监测雷达是一种以W信号为发射波形的地基SAR系统,其核心控制和数字信号处理模块架构为DSP+FPGA的异构模式。因DSP的浮点计算能力和大量函数库等优势,所以传统的雷达信号处理是在DSP中进行,但这就造成大量未经处理的回波数据在FPGA和DSP之间流动，导致二者之间的数据传输压力巨大;而FPGA除了采集和控制之外,其大部分资源处于闲置状态。
若FPGA能同时承担部分信号处理任务,便可均衡下位机之间的工作量，从而提高整体的运算速度。针对该问题,本文借助XilinxISE14.7开发平台所带有的 RAM/ROM、Divider、FFT IP 核对FPGA内剩余的硬件资源进行有效利用，完成回波数据的任意数量PRT数据相干积累、汉宁加窗滤波、距离向压缩三项实时预处理功能，从硬件的角度减小了数据传输压力