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随着现代科技与军事的不断发展,作为阵列信号处理重要组成部分的DOA(Direction Of Arrival)估计近年来获得了快速的发展。DOA估计不仅在军事领域有着广泛的应用,在民用方面的需求也越来越迫切。如何将DOA估计算法在硬件上高精度、高速度的实现成为一个研究热点。本文针对八元圆环阵阵列天线设计并实现了一个基于DOA估计算法的数字硬件平台,并将MUSIC(Multiple Signal Classification)DOA估计算法与FFT(Fast Fourier Transform)DOA估计算法在此平台上进行实现。本文主要研究内容如下:一、设计并实现了一个八通道的DOA估计系统数字硬件平台。数字硬件平台的设计包括ADC(Analog to Digital Converter)外围电路的设计,FPGA(Field Programmable Gate Array)外围电路的设计,时钟芯片电路的设计和电源系统的设计,完成了ADC,时钟芯片,FPGA的驱动编写与调试。二、将八元圆环阵的MUSIC算法在FPGA中进行实现。详细阐述了其理论原理和硬件实现过程。其中包括对ADC采集的信号进行预处理过程,实现了将复数域的运算转换到实数域;协方差矩阵的构造;利用雅克比法通过空间旋转方式求取协方差矩阵的特征值和特征向量,利用CORDIC算法求取雅克比算法中的反正切值;利用阵列方向向量与噪声特征向量的正交性构造伪谱函数并进行方向搜索,最终在FPGA中将来波方向进行输出。最终测试表明八元圆环阵的MUSIC算法在FPGA中在信噪比为10dB时进行方向估计的误差小于?0.3度,所用时间约为93.45微秒。三、将八元圆环阵的FFT算法在FPGA中进行实现。详细阐述了其理论原理和硬件实现过程。FFT算法对MUSIC中算法耗时最长的伪谱函数采样模块进行改进,降低伪谱函数的采样点数,在FPGA中对伪谱函数进行FFT和IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)变换后,对新的伪谱函数进行方向搜索,最终在FPGA中将来波方向输出。最终测试表明FFT算法在FPGA中在信噪比为10dB时进行方向估计的误差小于?0.5度,耗费时间为11.8微秒,相比于MUSIC算法时间节省了87%。四、完成了对数字硬件平台的各个模块的测试工作,给出了相应的测试结果。将MUSIC算法和FFT算法在FPGA中进行实测,并给出了测试结果。