1.2 本文结构安排

本文主要针对三角波线性调频体制在测距测速方面的应用进行了原理分析和仿真实现。从介绍使用到的硬件FPGA和软件QuartusII、MATLAB开始，阐述了线性调频测距测速理论基础。根据信号处理的过程，依次进行了设计和仿真，获得了预期结果。主要结构安排如下：

第一章介绍无线电探测发展背景和本文的研究意义，交代文章的结构安排。

第二章介绍了硬件FPGA、Cyclone系列芯片及硬件语言Verilog HDL、软件QuartusII、MATLAB。

    第三章阐述了线性调频测距测速理论基础，主要交代了三角波和锯齿波两种波形的线性调频体制。

    第四章主要是系统的整体实现，介绍了原理框图和在Simulink中建立的仿真模块图。

第五章是系统发射端的信号调制，主要分为三角波电调信号的产生和VCO的介绍。

第六章是系统接收端的信号处理，分别进行了MATLAB仿真和FPGA信号处理。

    第七章是后期阶段的硬件实现和工作展望。

在论文的最后给出了对自己工作的总结，进行了致谢，列出了文章中参考的文献。

2 调频信号处理的软件和硬件平台

2.1 FPGA简介

2.1.1 FPGA定义与发展

FPGA（Field Programmable Gate Array），也就是现场可编程门阵列。它属于可编程逻辑器件的一种，从20世纪70年代开始发展，已经成为现代数字系统设计的主要器件平台，主要特点是用户借助软件通过编程进行配置，实现预定功能，可以根据设计要求反复擦写。

FPGA的发展主要经历了4个时期：首先是20世纪70年代，只有简单的可编程只读存储器、紫外线可擦除只读存储器以及电可擦只读存储器，它们只能完成简单的数字逻辑功能；接着来到第2期，从20世纪70年代中到80年代中，结构复杂一点的可编程阵列逻辑、通用阵列逻辑器件出现，可以完成各种逻辑运算，被命名为PLD[1]；第3期为20世纪80年代中到90年代末，与标准门阵列类似的FPGA出现，类似PAL结构的扩展性CPLD开始被推出，制造工艺和产品性能在这一阶段得到了快速发展；第4期为20世纪90年代末到目前，可编程的片上系统和片上系统技术得到发展，不仅实现了软硬件设计的完美结合，而且兼具了高速与灵活性，使得FPGA的概念达到了新的高度，目前可编程的概念依旧快速发展。

2.1.2 FPGA工作原理与结构

FPGA发展的基础是PAL、GAL、EPLD、CPLD等，由于需要设计满足重复擦写的要求，门电路不可能固定，因而采取了一种可以反复配置的结构，查找表也由此出现。大部分FPGA都是采用基于SRAM工艺的查找表结构，部分采用Flash与熔丝及反熔丝查找表结构。FPGA可以实现不一样的逻辑功能，但是电路保持不变，只是烧写的文件变化，这样查找表的内容也随之变化。查找表，简单说就是LUT，其实就是一个RAM，主流FPGA中使用的LUT均是4输入，每一个LUT又是4位地址线的RAM。输入一个信号，等同于于输入一个地址，查表后读取出对应地址的内容输出，逻辑运算就算完成。由于FPGA的工作状态的设置是通过片内RAM的，所以可以对片内RAM编程，以决定不同的工作方式。编程不一样，对应的配置也就不一样。主要的配置模式有如下四种：第一种是并行模式也就是并行PROM、Flash配置FPGA；第二种是主从模式，也就是指一片PROM可以配置多片FPGA；第三种是串行模式，指的是串行PROM配置FPGA；第四种是外设模式，FPGA相当于是微处理器的外设，对微处理器编程来实现相关功能。

简化的FPGA主要由6部分组成：可编程I/O单元、可编程基本逻辑单元、丰富的布线资源、嵌入式块RAM、内嵌专用硬核、底层嵌入功能单元 基于FPGA的线性调频测距测速信号处理技术(3):http://www.751com.cn/tongxin/lunwen_42936.html