毫米波雷达信号处理算法的研究与电路实现

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随着科技的不断发展,汽车已经成为了人们出行的一种重要手段,然而交通事故频频发生,有关汽车的安全性问题亟待解决,车载毫米波雷达系统可以通过对目标信息进行检测从而做出应对,以此来避免交通事故的发生。由于车载毫米波雷达的相关技术基本被国外公司垄断了,因此开展关于毫米波雷达的研究是十分必要的。本文主要对毫米波雷达的信号处理算法进行研究与电路实现,本文基于毫米波雷达系统中的锯齿波雷达系统,对锯齿波雷达系统的信号处理算法进行了研究。首先,针对锯齿波雷达测距测速过程中的距离速度耦合问题提出了二维FFT算法,将目标的距离信息和速度信息分离开来,然后基于雷达回波信号中叠加的噪声提出了恒虚警检测算法,提高了对目标的检测概率,最后基于目标信息的提取提出了峰值检索算法。之后,基于Matlab平台验证了算法的有效性,根据仿真结果分析确定了算法中的距离维FFT点数为512,速度维FFT点数为128,对目标的检测概率为99.4%,关于目标检测的距离误差率为0.84%,关于目标检测的速度误差率为2.3%,与其他文献对比发现本文的检测概率、距离误差率以及速度误差率比较好。最后,本文对算法进行了硬件加速,基于软件部分设计了硬件电路并且进行了功能仿真,验证了电路的功能正确。随后进行了FPGA性能分析与验证,基于SMIC180nm工艺对本文所设计的电路进行了ASIC实现并进行了性能分析。
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