合成孔徑雷達基頻接收機之FPGA設計與實現

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姓名

許欣哲(Hsin-che Hsu) 查詢紙本館藏

畢業系所

通訊工程學系

論文名稱

合成孔徑雷達基頻接收機之FPGA設計與實現
(Design and Implementation of Synthetic Aperture Radar Baseband Receiver with FPGA)

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摘要(中)

合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar, SAR)是一種微波遙測系統，在地球資源探勘、環境變遷偵測、全球災害防制的方面的應用上，具有受天候影響較小的特性，所以在一些立即性的觀測上占有重要的地位。在本文中，先以雷達原理規劃出發射機與接收機的基礎參數,再設計系統架構並且實現SAR即時基頻接收機在FPGA上。此接收機之數位訊號處理模組中，主要包括了距離匹配濾波器、方位匹配濾波器、行列轉換器、快速傅立葉轉換處理器。經模擬分析後，在效能與硬體複雜度上選取適當之參數及規格後，最後再以FPGA(Field Progammable Gate Array)板做測試及驗證其功能與效能。

摘要(英)

Synthetic Aperture Radar (SAR) is a kind of microwave remote sensing systems. In the Earth’s resources exploration, environmental change detection, global disaster prevention aspects of applications, with features less affected by weather. So in some immediate observations occupies an important position. In this thesis, first plan the radar transmitter and receiver basic parameters by radar principles, then design the system structure and implementation SAR instant baseband receiver on FPGA. The receiver of the digital signal processing module, including the Range matched filter, Azimuth matched filter, corner turn, fast Fourier transform processor. After simulation analysis, in terms of performance and hardware complexity, select the appropriate parameters and specifications. Finally boarding to do the test and verifying this functionality and performance to FPGA (Field Progammable Gate Array).

關鍵字(中)

★ 合成孔徑雷達
★ 現場可程式化閘陣列
★ 匹配濾波器

關鍵字(英)

★ Synthetic Aperture Radar
★ FPGA
★ Matched Filter

論文目次

目錄
中文摘要............................................................i
ABSTRACT..........................................................ii
目錄................................................................iii
圖目錄..............................................................v
表目錄..............................................................ix
第一章緒論......................................................... 1
1-1 研究動機與背景................................................1
1-2 章節提要......................................................2
第二章雷達系統原理................................................. 3
2-1 影像雷達系統考量..............................................3
2-2 合成孔徑雷達(SAR) ............................................4
2-3 雷達方程式....................................................7
2-4 距離解析度與方位解析度........................................9
2-5 匹配濾波器的基本屬性.........................................11
2-6 脈波信號壓縮.................................................13
2-7 線性頻率調變.................................................14
第三章合成孔徑雷達基頻接收機系統設計............................. 15
3-1 系統設計流程.................................................15
3-2 合成孔徑雷達發射信號.........................................17
3-3 合成孔徑雷達回波信號.........................................19
3-3-1 距離方向回波信號........................................19
3-3-2 方位方向回波信號........................................19
3-4 系統規格與簡介...............................................21
3-5 基頻接收器系統流程圖.........................................27
3-6 雜訊..........................................................33第四章硬體架構設計與實現.......................................... 36
4-1 定點數模擬(Fixed-Point Simulation)................................36
4-2 接收機系統架構與設計......................................... 37
4-3快速傅立葉轉換器(DIF) ......................................... 40
4-4 匹配濾波器....................................................46
4-5快速傅立葉轉換器(DIT) ......................................... 49
4-6 行列轉換器....................................................50
4-7 模擬結果與電路合成報告........................................52
第五章結論........................................................ 53
參考文獻........................................................... 54

參考文獻

參考文獻
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River, NJ, 1996.
[12] B. P. Lathi, “Signal Processing and Linear Systems, ” Oxford University Press, New York, 1998.

指導教授

陳逸民(Yih-Min Chen)

審核日期

2013-7-30

推文