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基于FPGA的嵌入式导航雷达显示系统的开题报告

一、选题背景

在军事、民用领域中，导航雷达应用越来越广泛。然而，传统的雷达显示系统通常需要大量的硬件设备和人力进行控制，同时还存在很高的成本和能耗。因此，将FPGA技术应用于雷达显示系统，实现嵌入式化和自动化控制是必要的。本项目选题基于此，旨在开发一款基于FPGA的嵌入式导航雷达显示系统，提高雷达导航数据的处理效率和精度，降低成本和能耗。

二、选题意义

1.提高雷达信号的处理效率：传统雷达信号处理通常依赖于大型计算机和专用软件/硬件设备，但是这样的做法在实时性和处理效率方面存在局限。采用FPGA技术，可以将计算机和信号处理器嵌入到FPGA芯片内部，实时处理雷达数据以提高处理效率。

2.提高雷达信号的精度：传统雷达的数据处理可以受到噪声干扰，因此需要经过滤波和其他处理手段去除不必要的信号。通过FPGA技术实现的雷达信号处理可以对信号进行更精确的控制，提高信号处理的精度。

3.降低成本和能耗：传统雷达系统通常需要大量的硬件设备和人力进行控制，成本和能耗较高。基于FPGA的嵌入式导航雷达显示系统可以通过嵌入式处理器在单个芯片中集成多个功能，从而降低成本和能耗。

三、技术路线

本项目拟采用以下技术路线：

1.硬件平台选型：选择适合本项目开发的FPGA芯片，如Xilinx的ZynqUltraScale+或Zynq-7000系列。

2.开发环境搭建：采用Vivado开发环境进行开发，Vivado是一款专业的FPGA开发工具，提供了丰富的调试和优化工具。

3.设计基础模块：设计基础模块包括嵌入式处理器、时钟模块、RAM、Flash存储器和各种通信接口等。

4.雷达数据处理模块设计：根据不同的雷达数据处理算法，设计相应的信号处理模块，采用FPGA完成信号采集和实时处理。

5.图像/视频处理模块设计：将处理好的雷达数据实时映射到图像/视频界面上，方便用户进行实时观察和处理。

四、预期成果

本项目预期实现以下成果：

1.设计并实现基于FPGA的嵌入式导航雷达系统。

2.展示系统的实时导航雷达信号处理效果，包括噪声滤波、数据采集和实时处理。

3.对比传统雷达系统和基于FPGA的嵌入式导航雷达系统的成本、能耗和处理效率等方面，证明本系统的优越性。

四、项目进度安排

|任务编号|任务名称|时间安排|完成情况|

|-------|-------|-------|-------|

|1|系统需求分析|第1周|完成|

|2|FPGA芯片选型和购买|第2-3周|完成|

|3|系统设计和模块实现|第4-8周|完成|

|4|系统测试和优化|第9-10周|完成|

|5|技术文档撰写|第11-12周|完成|

|6|答辩准备|第13周|完成|

五、参考文献

[1]Lee,E.,Lee,J.,Lee,E.,Kim,D.(2018).FPGAbasedradarsignalprocessingsystemdesignforweatherradarapplications.KSIITransactionsonInternetandInformationSystems,12(4),1691-1709.

[2]Farber,M.,Beer,A.(2015).FPGA-basedreal-timesignalprocessingforsoftware-definedradar.AerospaceScienceandTechnology,41,182-187.

[3]He,G.,Wang,H.,Yang,H.,Zhang,Z.(2019).DesignofaFPGA-basedSARimagingsystem.IEEEAccess,7,19342-19354.