防撞雷达锯齿波信号处理FPGADSP硕士论文

【摘要】 汽车防撞雷达的研究与开发是解决日益增加的高速公路交通事故的有效途径,国内对汽车防撞雷达的研制目前还处于理论研究与实验调试阶段。信号处理系统是防撞雷达系统的核心与技术难点,对其进行深入的研究与开发有深远意义。本文结合实际工程项目,介绍了一种锯齿波FMCW体制汽车防撞雷达信号处理系统的工作原理与工程实现方法,并给出了系统调试与外场实验结果。原理分析方面,重点介绍了锯齿波FMCW信号处理原理以及距离多普勒处理方法;工程实现方面,首先对信号处理系统FPGA+DSP硬件架构做了描述,分析了硬件系统中各主要器件的技术参数与选型标准,介绍了部分电路的原理图设计结果,对关键电路的信号完整性进行了仿真,运用Cadence软件设计完成了信号处理PCB板;FPGA与DSP的软件设计是信号处理系统软件设计重点,根据FPGA与DSP各自不同的功能划分,分别对FPGA主要模块以及DSP主要算法程序的设计思想、功能等进行了介绍,并完成FPGA时序仿真与DSP算法仿真;信号处理系统硬软件调试与外场实验是工程项目的重要工作内容,文中分析了系统调试的过程与结果,最后对外场实验得到的主要结论进行了阐述。 更多还原 【Abstract】 Research and development of the automotive anti-collision radar is an effective way to solve the increasing car traffic accidents, domestic automotive anti-collision radar development is still in the theoretical

research and experimental commissioning stage. Signal processing system is the core and technical difficulty of anti-collision radar system, its in-depth research and development has far-reaching significance.Considering the actual engineering project, this paper introduces the working p... 更多还原

【关键词】 防撞雷达； 锯齿波； 信号处理； FPGA； DSP； 【Key words】 Anti-collision Radar； STW； Signal Processing； FPGA； DSP； 摘要 3-4 Abstract 4 第一章 绪论 8-10

1.1 论文研究背景和意义 8 1.2 国内外研究现状 8-9

1.3 论文主要工作与章节安排 9-10

第二章 信号处理基本原理及信号处理系统工作原理 10-28 2.1 锯齿波FMCW 信号分析 10-13 2.2 锯齿波FMCW 信号处理基本原理 13-15 2.2.1 雷达接收数据存储方式 13-14 2.2.2 信号处理基本原理 14-15 2.3 信号处理系统工作原理 15-24 2.3.1 信号处理系统技术指标 15-16

2.3.2 信号处理流程及信号处理系统工作原理 16-24 2.4 算法仿真 24-28

2.4.1 仿真参数设置 25-26 2.4.2 仿真结果 26-28 第三章 信号处理系统硬件设计 28-46 3.1 数据采集电路 28-30

3.1.1 抗混叠滤波电路、运放电路 29 3.1.2 A/D 变换器电路 29-30 3.2 时钟电路 30-31

3.2.1 60MHz 基准时钟 30-31 3.2.2 晶振G1、G2 时钟 31 3.3 数字信号处理器与FPGA 31-34 3.3.1 数字信号处理器 31-32 3.3.2 FPGA 32-33

3.3.3 DSP 与FPGA 外挂存储器 33-34 3.4 通信接口与状态指示灯电路 34-36 3.4.1 CAN 总线接口 34-35

3.4.2 RS232 与RS422 接口电路 35-36 3.4.3 状态指示灯电路 36 3.5 电源要求与功耗分析 36-38 3.5.1 电源要求分析 36-37 3.5.2 实现方法与电路 37-38

3.6 PCB 设计 38-46

3.6.1 Cadence16.0 简介 39 3.6.2 PCB 设计约束分析 39-40 3.6.3 PCB 布局 40-41 3.6.4 PCB 布线 41

3.6.5 PCB 电磁兼容（EMC）设计 41-42 3.6.6 PCB 仿真示例 42-43 3.6.7 PCB 实现 43-46 第四章 信号处理系统软件设计 46-60 4.1 软件设计总体考虑 46-48 4.1.1 实现方法 46-47 4.1.2 软件的组织和时序 47 4.1.3 运算时间和存储量估计 47-48 4.2 FPGA 软件设计 48-53 4.2.1 FPGA 设计基本要素 48 4.2.2 DCM 时钟模块设计 48-49 4.2.3 译码模块、定时模块设计 49-50 4.2.4 A/D 接口模块、FIFO 模块设计 50-51 4.2.5 UART 模块设计 51-53 4.3 DSP 软件设计 53-60

4.3.1 DSP 集成开发、设计环境 53-55 4.3.2 DSP 程序设计流程 55-57

4.3.3 DSP 算法CCS 软仿真 57-60 第五章 系统调试与外场实验 60-70 5.1 信号处理系统调试 60-65 5.1.1 调试平台 60-61 5.1.2 硬件调试 61-62 5.1.3 软件调试 62-65 5.2 系统联调 65-66 5.3 外场实验 66-70 5.3.1 实验结果 66-68 5.3.2 实际问题分析 68-70 结束语 70-71 致谢 71-72 参考文献