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雷达信号处理技术课程设计

前言

雷达（Radar）是一项重要的电子技术，广泛应用于军事、民用、

科学等领域。随着科技的进步和应用的扩大，对雷达信号处理技术的

要求也越来越高。本文将从基本原理入手，介绍雷达信号处理技术的

相关知识，以及一个具体的课程设计案例。

知识基础

雷达的基本原理

雷达是通过发射高频电磁波，利用目标反射回来的电波信号，来获

取目标的位置、速度和特征等信息。雷达由发射机、接收机、天线、

信号处理和指挥控制系统等组成。雷达信号处理技术是指对接收的雷

达信号进行处理，以提取信号中的有效信息，从而实现对目标的识别、

分类、跟踪等功能。

雷达信号处理技术的基本流程

雷达信号处理技术一般包括以下几个步骤：

1.预处理：对接收到的雷达信号进行放大、滤波、去噪等处

理，以提高信号质量和信噪比；

2.目标检测：对预处理后的信号进行阈值处理，以检测信号

中是否存在目标；

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3.目标跟踪：对检测到的目标进行跟踪，以获取目标位置和

速度的变化；

4.特征提取：从目标信号中提取特征，如雷达截面积、速度

和航向等，以用于目标识别和分类；

5.目标识别：根据目标特征所属类别进行分类，以实现对多

种目标的识别和区分。

课程设计案例

课程设计要求

在硬件平台为PILOT开发板的前提下，完成一个小型化的MIMO雷

达系统的设计，实现以下要求：

1.能够对周围环境进行感知，实时反馈环境中存在的目标识

别、跟踪等信息；

2.支持对多种目标进行识别和分类；

3.设备小巧、性能优异、易于携带。

设计方案

本设计方案采用基于ZYNQ系列FPGA的Spectrum控制器和两个正

交的Ka频段天线，以实现MIMO雷达系统的设计。具体流程如下：

步骤一：预处理

经过天线接收的复杂信号进行调制，并进行预处理，去除噪声和杂

波干扰，增强目标反射信号。将预处理后的信号送入数字信号处理

（DSP）模块。

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步骤二：目标检测

利用DSP模块中的一些模式匹配算法，对经过预处理后的雷达信号

进行处理分析，以判断信号中是否存在目标。

步骤三：目标跟踪

通过DSP模块中的信号处理算法，连续接收并处理检测到的雷达信

号，对目标进行跟踪，并分析其位置、速度和航向等特征，以实现目

标跟踪。

步骤四：目标特征提取

通过将目标反射信号送入数字信号处理模块，利用多种特征提取算

法从中提取出雷达截面积、速度和航向等特征信息，以便对目标进行

识别和分类。

步骤五：目标识别

通过对目标特征进行分类和识别，确定其类型及相关特征。

实验结果

在实际试验中，本设计方案采用Spectrum控制器和两个正交的Ka

频段天线，可以对周围环境进行感知，实时反馈环境中存在的目标识

别、跟踪等信息，并且能够有效地支持多种目标的识别和分类。设计

的MIMO雷达系统设备小巧、性能优异、易于携带，符合现代电子设备

要求。

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总结

雷达信号处理技术的应用范围广泛，其技术水平的高低直接关系到

雷达设备的性能和效率。本文从基本原理入手，介绍了雷达信号处理

技术的基本流程和课程设计方案，力求提升对雷达信号处理技术的理

解和应用能力。

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