[发明专利]基于FPGA和DSP的雷达信号处理系统及方法

说明书

本发明涉及一种雷达信号处理系统和方法，通过数模转换模块与集成数字模块相连接，集成数字模块与第一DSP模块连接，所述第一DSP模块和第二DSP模块连接。采用FPGA与DSP的双核异构方式实现对线性调频连续波雷达数据的实时处理，在FPGA和DSP的信号处理硬件平台上实现，完成对目标进行实时的距离、速度、角度信息的解算，实现对目标一定距离的跟踪，提高了效率，从而提高雷达信号处理板的性能，在汽车防撞系统中未雷达解算目标实时信息，从而避免交通事故的发生。

技术领域

本发明涉及雷达领域，尤其是一种基于FPGA和DSP的毫米波雷达信号处理系统及方法。

背景技术

随着经济发展，生活水平的提高，汽车的普及，为出行出行带来便利的同时，交通安全事故也日益频发，不仅严重损害生命财产安全，也给社会稳定带来了极大的隐患。交通事故往往是突发状况造成的且具有一定的偶然性，在汽车的行驶过程中，导致交通事故的发生的原因较多，人为因素：如驾驶员酒后驾车、技术达不到要求、综合素质不高、行人没有按照红绿灯的提示过马路、行走的过程中没有注意机动车的形式状态等；自然因素：一些强自然天气如大风暴雨等都会严重影响汽车的驾驶安全，这些因素都会增加交通事故的发生概率。据不完全统计，汽车驾驶人员因素造成的安全事故占据比例较高，在这种情况下，汽车安装良好的防撞雷达就能较好保护驾驶人员的安全，为其生命安全提供了一定的保障，汽车防撞雷达可以有效的减少汽车安全事故的发生。

毫米波雷达具有全天候的先天优势，如何利用好毫米波雷达，成为了一大热点。雷达系统不可或缺的就是雷达信号处理，雷达发射出去的波形遇到目标会形成反射，将接受到的雷达反射信息进行处理就可以得到一系列想要的有效数据信息。毫米波雷达可以准确测量周围目标的速度、距离、方位角等，发现汽车驾驶中存在的潜在危险。

雷达信号处理中，传统专用的DSP(Digital Signal Processing)数字信号处理芯片成本低，具有较强的数据计算性。但当雷达信号处理需要实时进行数据处理，单个DSP效率低，无法进行实时的数据处理与分析，因此，如何实现对线性调频连续波雷达数据的实时处理，对目标进行实时的距离、速度、角度信息的解密，从而对目标进行一定距离的跟踪，是需要亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种雷达数字信号处理系统和方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种雷达信号处理系统，它包括雷达信号处理板、收发前端；

所述雷达信号处理板包括第一DSP模块，第二DSP模块，集成数字模块、数模转换模块、电源模块、复位电路模块、时钟电路模块、外围电路；所述收发前端包括天线、射频电路；

所述收发前端与雷达信号处理板连接，所述数模转换模块与集成数字模块相连接，所述集成数字模块与第一DSP模块连接所述第一DSP模块和第二DSP模块连接；电源模块、复位电路模块、时钟电路模块分别与第一DSP模块、第二DSP模块、集成数字模块、数模转换模块相连；

所述数模转换模块，用于接收采样信号、使模拟信号转换为数字信号、进行处理后输出中频信号；

所述集成数字模块，用于接收中频信号，进行中频信号的正交下变频，将中频信号变为I/Q两路零中频，输出预处理信号；

所述第一DSP模块，用于在接收到预处理信号后进行目标距离、速度、方位角、俯仰角计算，并输出位置速度信号；

所述第二DSP模块，用于接收位置速度信号后，采用卡尔曼滤波跟踪算法进行航迹计算对目标进行跟踪。

进一步的，所述第一DSP模块，还包括：

混频得到差拍信号单元，用于接收集成数字模块预处理后I/Q两路零中频信号；将发射信号与接收信号进行混频得到的差拍信号；得到上扫频、下扫频和单频差拍信号，然后转至FFT变换单元；