基于FPGA的毫米波雷达信号处理系统设计

介绍一种基于FPGA实现线性调频连续波(FMCW)毫米波雷达信号软硬协同处理的方法。根据FMCW雷达探测原理,设计了信号处理算法方案,采用FPGA+ARM异构方式,实现硬件电路系统。采用多级流水线(Pipeline)结构有限长序列(FIR)滤波器和双核快速傅里叶变换(FFT)并行处理电路,提升信号时频转换效率。FFT电路采用一级蝶形运算单元,节省硬件资源。为方便后续开发,设计了兼容CAN1.0和2.0协议的CAN控制器,直接输出探测结果。整个信号处理系统功耗为493 mW,消耗20440个LUT。测试结果表明,该系统能够准确地测量目标方位,平均测距误差小于±10 cm,平均测角误差小于2.15°,并可同时完成多达3个目标的多目标探测工作。