基于FPGA的多普勒测速系统设计与实现优化

本文探讨了多普勒测速系统的架构设计以及基于现场可编程门阵列(FPGA)的实现方法。作者Zhilong Deng、Liyan Liu、Ruijun Jing和Litao Jiao来自西北工业大学电子与信息学院自动化系，他们共同合作研究的目标是提高Doppler雷达测速的精度。 文章的核心策略是利用频率谱的质心（center of gravity）提取方法。通常，Doppler雷达信号被采集后，研究者们对比了周期图谱法（Periodogram Method）和重力频率谱法，通过优化信号处理流程来提升测量结果的可靠性。在这个过程中，他们特别关注了快速傅立叶变换(FFT)内核在FPGA IP Core中的应用，这是一项关键的技术手段，它能高效地进行频谱分析和信号条件处理。 信号调理电路和模数转换器（ADC）的数据获取也被整合到整体设计中，确保了数据的准确转化和实时处理能力。这种结合使得系统能够有效地处理复杂信号，并减少噪声干扰，从而提高测速的精度。 实验结果显示，通过采用这种方法提取频率谱的质心，与传统的测速技术相比，该系统的性能有了显著提升。这表明，将FPGA的优势应用于多普勒测速系统的设计不仅提高了测量精度，还可能带来更高的实时性和稳定性，对于诸如交通监控、气象探测等领域具有重要的实际应用价值。 这篇研究论文深入剖析了多普勒测速系统设计的关键环节，展示了如何利用FPGA技术优化信号处理流程，旨在为相关领域的工程师提供一个高效的解决方案。