用Zynq實現脈沖多普勒雷達信號處理:架構、算法與實現詳解
脈沖多普勒(PD)雷達是現代雷達系統的核心技術之一,廣泛應用于機載火控、氣象監測、交通監控等領域。其核心優勢在于能在強雜波背景下檢測運動目標,并精確測量其徑向速度。本文將深入探討如何利用Xilinx Zynq SoC(FPGA+ARM)平臺高效實現PD雷達的信號處理鏈,涵蓋理論基礎、系統架構設計、關鍵算法實現及優化策略。
一、脈沖多普勒雷達基礎原理
1.1 核心概念
- 多普勒效應:目標相對運動導致回波信號頻率偏移(
fd = 2*v*cosθ/λ
) - 相干處理:發射相位穩定的脈沖串,保證回波相位信息可用于速度估計
- 距離-速度解耦:通過FFT實現距離維(快時間)和速度維(慢時間)的分離