摘要
随着相控阵技术的不断发展与应用需求的提升，相控阵体制的雷达设计应用受到广泛重视。本文以二维平面阵为基础，对相控阵汽车雷达波束控制和目标检测技术进行研究与实现，将相控阵波束切换快、指向灵活、多波束等特点运用于雷达目标检测中，以提高雷达目标检测效率。硬件实现方面，采用基于FPGA的硬件实现方法，进行了二维平面阵的波束控制和目标检测设计，完成了逻辑代码实现、仿真验证、资源消耗以及时序分析，以体现硬件实现的实时性和模块通用性优势。针对实际工程应用，进行了毫米波相控阵汽车雷达相关方案设计，采用Verilog语言完成了基于FPGA的波控板硬件实现，通过仿真和测试验证了方案设计的正确性。本文主要工作内容及贡献如下。 （1）为提高多目标场景下的目标检测效率，本文提出了一种基于FPGA的可控多波束形成方法，与单波束相比，该方法可缓解系统的资源调度压力，提高多目标检测效率。 （2）针对相控阵高频宽带应用场景，提出了一种具有低时延波束捷变特性的波束控制方法。并基于该方法在FPGA上完成了二维平面阵波束控制实现，达到波束幅相实时流水线解算配置，该方法适用频带宽，模块通用性高。 （3）针对杂波背景下目标检测实时性问题，提出了一种基于FPGA的流水检测方法，完成了ML-CFAR、一维OS-CFAR、二维OS-CFAR检测器实现，该方法充分发挥了FPGA并行和流水线优势，在控制资源消耗的同时降低检测时延，提高了目标检测速率。 （4）针对相控阵雷达实际应用场景，结合实际工程项目，进行了一种毫米波相控阵汽车雷达相关设计，完成了基于FPGA的波束控制板方案设计，并采用Verilog语言完成了的整个波束控制板逻辑代码实现。 （5）此外，还进行了与相控阵雷达项目相关的大量调试测试工作，并根据实测情况进行了逻辑代码优化，解决了实际工程中所遇的硬件资源紧缺问题，通过测试验证了方案设计与模块实现的正确性以及工程应用的可行性。
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