嵌入式导航雷达显控终端的研究与设计

摘要

船用导航雷达作为一种船舶无线电导航设备,已从传统的模拟雷达发展到了今天的数字雷达,它是船舶用于航行避让、船舶定位和进出港引航的必要设备。显控终端作为船用导航雷达系统中最重要的组成部分之一,承担着雷达工作状态控制、雷达数据处理和雷达图像显示等各种任务。随着电子技术和嵌入式技术的不断发展,船用导航雷达迎来了新的发展契机,使用嵌入式技术开发导航雷达显控终端既能降低系统成本,减小系统体积,又可以提高系统的可靠性和灵活性,从而提高整个系统的性能。同时,现场可编程门阵列(FPGA)可以使设计的系统具有很好的兼容性和可扩展性,方便维护和升级。
　　本文结合国内外雷达显控终端的发展趋势和应用背景,设计并实现了一种基于嵌入式OMAP3530处理器和可编程逻辑器件FPGA的船用导航雷达显控终端系统,重点研究了显控终端的整体设计,以及满足功能需求的硬件模块和软件部分。首先,探讨和分析了船用导航雷达的工作原理,并对导航雷达中的脉冲积累和恒虚警检测进行了研究,在此基础上提出了船用导航雷达显控终端的系统要求和总体结构设计方案。然后,完成了显控终端的CPU模块、FPGA模块以及雷达接口模块的硬件设计,进而搭建了整个系统的硬件平台。同时,给出了PCB布局布线所需要注意的一些事项。最后,在设计的硬件平台上实现了Linux操作系统和相关驱动程序的移植,为显控终端应用软件的运行提供了良好的软硬件环境。
　　调试结果显示,本系统能够正常运行Linux操作系统和雷达应用软件,并能够通过DVI和VGA接口实现雷达图像的显示。该显控终端功耗低,安装方便,具有较高的实际应用价值。

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Contents

第1章 绪论

1.1 课题背景与意义

1.2 导航雷达的发展动态

1.3 雷达显控终端的研究现状

1.4 论文研究内容及章节安排

第2章 导航雷达的工作原理

2.1 电磁波的工作特性

2.2 导航雷达基本原理

2.3 导航雷达定位原理

2.4 导航雷达信号检测相关技术研究

2.5 本章小结

第3章 显控终端总体设计

3.1 显控终端系统要求

3.2 显控终端总体结构

3.3 系统设计关键技术及解决方案

3.4 本章小结

第4章 显控终端硬件设计

4.1 CPU模块设计

4.2 FPGA模块设计

4.3 雷达接口模块设计

4.4 系统电源模块

4.5 系统时钟模块

4.6 PCB布局布线

4.7 本章小结

第5章 显控终端软件平台建立

5.1 显控终端的软件开发环境

5.2 LINUX操作系统的移植

5.3 相关驱动程序的开发

5.4 终端显控软件调试

5.5 本章小结

第6章 结束语

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢