宽带雷达具有较大信号带宽,在测距精度、抗干扰和杂波中目标检测等方面有巨大的优势,受到了各国的广泛关注。超大规模集成电路(VLSI)的使用,减小了雷达系统的体积,有效的提高了雷达信号处理的性能。针对宽带雷达高速大容量数据传输以及高性能实时信号处理的需求,本文对基于FPGA的信道化接收机和宽带波束形成器的工程应用进行了研究,所取得的主要研究成果为:1.对数字下变频和信道化的FPGA模块化设计进行了研究。分析比较数字下变频和信道化不同实现结构,设计数字下变频和信道化的FPGA程序模块。采用面积和速度互换的原则,提高FPGA工作的稳定性,节省资源。2.对多路高速数据传输进行了研究。给出一种多路高速数据同步传输方式,具有链路少和设计复杂度低的特点。针对同步传输中的时延问题,设计了一种同步时延测量系统,采用输入输出延时单元保证了延时测量的精度,通过与混合模式时钟管理器结合,使其具有宽量程的特点。3.对宽带波束形成算法进行研究。给出一种基于任意时延滤波器的宽带波束形成算法。利用Matlab的CVX工具箱设计一种任意时延的滤波器,使滤波器响应在平坦度和通带带宽具有较好的性能。仿真分析表明,使用任意延时滤波器能够精确补偿各个通道阵元的信号延时。4.对宽带波束形成器硬件平台进行研究。针对宽带波束形成海量数据传输和计算量大的需求,给出一种集成5片FPGA的高速多通道波束形成器硬件平台,采用高速串行接口和FPGA并行计算的设计思路,具有数据通信速率高、运算能力强和易于集成的优点。设计在该平台上实现时域宽带波束形成的FPGA程序模块,测试结果表明,该平台作为宽带数字多波束形成工程应用的初步探索,具有良好的性能。5.对光纤高速数据通信进行研究。介绍基于FPGA光纤通信的硬件设计方案,针对光纤传输实时性的需求,设计一种灵活高效的自定义传输协议,并测试验证其性能。分析JESD204B协议的传输过程,利用JESD204B IP核实现高速数据传输。介绍Xilinx集成式比特误码率测试仪,满足高速接口测试的需求。6.对AXI4协议进行研究。针对FPGA内模块间高效通信的需求,介绍AXI4协议的原理和工作模式。分析AXI4协议在FPGA中的具体应用,分别利用AXI4-Lite和AXI4-Stream接口实现IP核间的数据通信。7.对FPGA的仿真和测试方法进行研究。设计一种仿真平台,利用Verilog系统任务函数导入Matlab产生的激励数据并将测试结果导出,提高仿真效率。针对FPGA加电后的测试需求,介绍两种常见的测试方法,给出一种用于大量数据的实时观测软件测试方法。最后,对仿真和测试的验证完整性进行分析。