● 摘要
本文主要研究了海杂波背景下数字脉冲实时测距的FPGA实现。本课题的背景是在某型号外场RCS测试系统上增加实时测距通道。该系统主要用于海面大型船只的RCS测试，课题的任务是对被测船只的位置进行动态跟踪，同时动态调整系统参数，使系统的硬件门能够锁定目标，并且跟随目标的移动而变化。同时将目标的位置参数反馈给测试系统，为测试后的数据处理提供参考。本文首先对海杂波进行了研究，分别对满足瑞利分布、对数正态分布、韦布尔分布和K分布的海杂波模型作了仿真，重点研究了相关K分布海杂波的仿真算法，并在此基础上，给出了典型情况下的仿真结果。然后分析了常用测距方法的原理和适用范围，选择了脉冲测距法为系统方案。对雷达的测距性能进行了分析，讨论了脉冲积累对雷达检测能力的影响。在海杂波仿真模型的基础上进行了海杂波情况下非相干脉冲积累效果的仿真，证实了海杂波背景下脉冲积累的有效性。数字中频部分采用高速、高性能FPGA作为系统的核心处理部件，完成中频数字信号处理的所有流程。主要包括FPGA控制单单开关产生调制脉冲；控制高速ADC完成对中频雷达回波信号的模数转换；接收、储存来自ADC的数字雷达回波信号，同时完成多个雷达回波信号的积累；完成恒虚警检测，判断目标距离；形成新的距离门，以完成距离门实时更新技术；同时将测得的目标距离传送给RCS测试系统。最后给出了脉冲积累的算法，并通过使用Quartus II的MegaWizard Plug-In Manager工具生成的IP核实现了满足系统要求的脉冲积累方案，同时设计了数字脉冲测距的电路。