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基于FPGA实现船用导航雷达数字信号处理设计的开题报告
一、研究背景
随着人们生活水平的提高，船舶在日常生产生活中的重要性越来越突出，而船用导航雷达系统是保障船舶安全导航的重要设备之一。船用导航雷达系统需要对返回的雷达信号进行数字信号处理，提取船舶周围海域的信息，如船舶位置、远近、速度以及海域的形态等，方便船舶船长进行导航操作。因此，如何利用先进的数字信号处理技术，提高船用导航雷达系统的性能和精度，成为当前研究的热点之一。
在雷达数字信号处理中，FPGA（Field-ProgrammableGateArray）的应用越来越广泛，这是由于FPGA具有可编程性、高性能、低功耗等优点。针对船用导航雷达数字信号处理，FPGA能够提供高速的数字信号处理能力，并且可以通过重新编程来适配各种信号处理算法的需求，使得设备兼容性更好，同时也大大降低了系统的制造成本。
因此，基于FPGA实现船用导航雷达数字信号处理的设计具有重要的研究意义和实际应用价值。
二、研究内容
本课题拟采用数字信号处理的方法，基于FPGA设计船用导航雷达数字信号处理系统，实现对返回的雷达信号的处理与分析，提取风浪信息、目标距离等，并将处理后的数据传递给船舶的导航系统进行准确定位。具体的研究内容包括：
1.针对船用雷达信号的特点，设计信号处理算法，为FPGA的数字信号处理提供优化的输入。
2.建立基于FPGA的船用导航雷达数字信号处理系统原型，将设计的信号处理算法实现在FPGA上，并配合必要的外部接口，如A/D、D/A等，提升系统性能和功能。
3.验证系统的性能和精度，比较FPGA处理效率和DSP（DigitalSignalProcessing）处理效率，分析与评估系统的实际应用价值。
三、研究意义
1.提升船用导航雷达系统的性能和精度，提高船舶安全导航的水平。
2.拓展数字信号处理技术在船舶领域的应用，为船舶航行安全提供保障，具有重要的社会意义。
3.探索数字信号处理技术在FPGA中的应用，进一步加强FPGA算法的研究和开发，在工业领域有十分广泛的应用前景。
四、研究方法
1.分析船用雷达信号的特点，选取合适的数字信号处理算法，设计处理方案。
2.运用VerilogHDL语言编写FPGA程序，并进行仿真测试和验证，调试FPGA程序并针对算法进行优化。
3.构建基于FPGA的原型系统，进行实际测试并调试算法，验证系统实用性和性能。
四、研究计划
1.第一阶段（2周）：对船用雷达信号进行研究，并设计对应的数字信号处理算法。
2.第二阶段（2周）：运用VerilogHDL语言编写数字信号处理算法，并进行仿真测试。
3.第三阶段（4周）：构建FPGA处理平台，并根据设计算法实现FPGA程序。
4.第四阶段（4周）：搭建基于FPGA的船用导航雷达数字信号处理系统原型，进行实际测试。
5.第五阶段（2周）：进行算法优化，提高系统的性能和精度。
6.第六阶段（2周）：撰写毕业论文和课题报告，准备相关材料等。
五、预期结果
1.设计并实现基于FPGA的船用导航雷达数字信号处理系统原型，验证系统实用性和性能。
2.母体平台的稳定性得到提高，经过一系列算法的优化，在船用雷达信号的处理精度方面，相较于传统的DSP数字信号处理平台有着较明显的提升。
3.评估系统的实际应用价值，展示数字信号处理在船用导航雷达处理方面的突出优势，展示FPGA算法在工业应用中的广大前景。
六、参考文献
[1]潘峰.数字信号处理原理及应用[M].清华大学出版社,2011.
[2]徐维华.基于FPGA的雷达信号处理系统研究与设计[D];华南理工大学;2006年.
[3]李德军,王晓军,王炜东.基于FPGA的雷达信号处理算法研究[J].电子技术,2010,26(3):16-19.
[4]张明,张伟,孙庆义.基于FPGA的数码雷达信号处理算法研究[J].电子设计工程,2011,19(13):74-77.
[5]龚方毅,郑博文,谭晶晶,等.基于FPGA的车载雷达信号处理系统的设计[J].光电技术应用,2015,30(5):42-46.