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随着雷达技术的不断发展,ISAR雷达也越来越多的应用于民用事业,雷达成像技术可以全天时、全天候、远距离的获取目标信息,大大提高了现代信息领域中获取信息的质量但是其体积较大,并且成像目标都是高速运动的远距离目标,常采用的是经典的RD算法。本文重点研究小型化、低成本的ISAR雷达对近距离低速目标成像的FPGA工程实现的方法。 本文研究了多普勒调频率的频移相关法的缺点,并提出了算法的改进方法;研究并提出了针对于单路输入信号的雷达系统,在多普勒中心频率估计时,如何对输入数据做预处理以适合于传统的两路输入信号的多普勒中心频率估计算法的方法;还针对改进的算法提出了一套适合在FPGA上实现算法的方法,完成整个方位向压缩系统的工程实现。 本文研究了使用FPGA实现方位向压缩参考函数中的多普勒调频率和多普勒中心频率两个重要参数估计的实现方法,并研究了如何使用多普勒调频率和多普勒中心频率构造了方位向压缩参考函数的方法,得到参考函数后,进而对如何使用CORDIC IP核根据欧拉公式关系把得到的参考函数转化为适合在FPGA中处理的实部数据和虚部数据的实现方法做了研究,进而形成了一套适合于产生方位向压缩参考函数的FPGA实现方法。在多普勒中心频率估计模块的设计中需要用到FFT和IFFT变换,所以为了节省IP核资源和存储资源,本设计提出了一种FFT/IFFT核复用的FPGA设计,只使用一个FFT IP核的情况下,既能完成FFT变换,也能完成IFFT变换。在方位向的压缩中,需要对方位向压缩参考函数和方位向数据做FFT变换,因此,本设计中为了更好的实现实时性和节省存储空间,使用了双通道的FFT模式,同时对经过距离向压缩的数据和方位向压缩参考函数做傅里叶变换,提高处理效率,从而完成方位向压缩处理。这种方法即提高了系统处理方位向数据的效率,又节省了时间,能够很好的满足实时性。为了更有效的做方位向压缩,在距离压缩结束后,方位向压缩开始之前,对刚经过距离压缩的数据做一次数据的转置存储,将其按照距离单元数据的方位向存储的方式存储到DDR3SDRAM中,以便于方位向压缩更好的实现。 采用流水线技术对设计的FPGA工程所出现的建立时间违规问题做了时序分析,找出时序违规的路径并对其进行约束,从而完成比特流文件的生成,烧到FPGA开发板上,连接24GHz的雷达射频前端对目标金属板做联调测试。 在最后联调测试阶段,使用平动加小角度转动成像的测试方法,在目标存在横向移动的同时,物体本身也围绕自身的转动轴做小角度的转动,对金属板物体做了实际数据的测试,并把数据存储成为文本格式,导入到MATLAB仿真环境中使用作图工具,画出方位向压缩后数据的二维图和三维图。针对图形数据对测试结果经过分析后,发现本设计能够在方位向上有效的分辨出目标物体的位置,得出方位向压缩达到设计要求的结论。