随着现代电子技术的发展和制造工艺水平的进步,高速DSP器件和大规模FPGA器件得到了前所未有的高速发展。目前,基于DSP+FPGA的组合结构在信号处理机中得到了广泛地应用,但这种组合结构存在系统庞大复杂、附加模块多、功耗高、不利于小型化以及开发周期长、器件间信号传输实时性和可靠性难以保证等缺点。针对这些缺点,本文在设计开发信号处理机时采用了全新Zynq-7000平台,这种平台方案采用片内集成双核ARM Cortex-A9处理器和Xilinx可编程逻辑,不仅完美继承了DSP+FPGA结构的优点,还有效避免了DSP+FPGA组合结构的缺点。本文首先对多普勒雷达测量原理进行了介绍,研究了多普勒雷达测速原理及其频域测速的实现方法以及多普勒雷达测角原理,从双频测距技术理论出发,研究了多频测距技术和二次差频测距技术。其次,在理论基础上结合实际项目需求,对多普勒雷达信号处理机展开了系统设计。然后通过总体设计确定的方案对系统的硬件系统进行设计实现,从核心处理器的内部信号和引脚功能出发,对外部设备与接口电路进行了设计实现;对信号调理与采集电路进行了设计;对系统各控制模块的通信总线进行了物理层设计;对处理机的电源模块进行了详细设计与实现。还对系统的数据采集软件系统进行了设计与实现,并通过测试结果验证了系统的正确性和可行性。最后对本文工作做了总结,分析了本文的不足之处,针对有待改进的地方,对未来设计进行了展望。