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与传统的窄带雷达相比,超宽带穿墙探测雷达(UWB-TWSR:Ultra WidebandThrough-Wall Surveillance Radar)有更宽的频率带宽,利用超宽带信号的高分辨和强穿透特性,在接收端获得探测空间中复杂目标的精确响应回波,通过目标定位算法实现对隐藏在墙壁等遮掩体后的活动目标的监测和精确定位。因此,超宽带穿墙探测雷达在灾害搜救和军事反恐方面有广泛的应用前景。本文研究基于超宽带穿墙探测雷达的信号采集和后端数据处理的嵌入式硬件平台的设计与实现,重点探讨了UWB回波信号的采集和嵌入式硬件的设计。主要工作结果概括如下:1、根据超宽带信号的特性以及穿墙探测雷达的特点,对雷达回波信号模型和回波特性进行了研究,为终端数据信号处理方法的设计提供了理论依据。2、在深入研究各种高速信号采集理论和方法的基础上,提出了一种新的可行性高的等效采样方法,称为伪随机等效采样。传统的随机等效采样需要复杂的控制和高精度的时间测量电路,新的方法则以信号采集的某一时刻为参考点,易于控制和设计;与传统的顺序等效采样相比,新的方法的时钟更容易获得,实现较简单。模拟结果验证了提出的采样方法的正确性和有效性。3、基于伪随机等效采样理论设计了UWB-TWSR信号采集装置。采集装置解决了等效采样的硬件设计的关键和要点,其硬件电路主要由FPGA(包括内嵌于FPGA的作时钟分配器用的PLL)、两片ADC及ADC模拟前端电路组成。软件部分使用VerilogHDL语言编写了包括时钟管理/分配、ADC控制以及双口RAM等功能的程序。最后通过采集实际UWB信号验证了信号采集装置的设计功能。4、以高度集成的FPGA为基础,设计了基于SOPC的UWB-TWSR后端硬件嵌入式平台,将UWB信号采集与后端的处理、成像显示等功能集成到一起,实现了由前端发射、接收到后端处理各模块的联合调试。研究了在单发多收的天线阵列结构下,使用后向投影算法进行隐藏目标定位成像的基本原理。针对后向投影算法在SOPC处理平台上运行耗时的问题,采用自定义浮点数运算指令和CORDIC原理实现平方和后开方单元运算的两种方法来优化算法,提高了目标成像处理的实时性。