低空飞行物数量急剧增加,给生产、生活、社会和国家安全带来了潜在的安全隐患。相比采用光学的方法或者采用捕获通信信号的方法进行低空动目标的探测、监管和拦截,采用雷达的方法适应性更强、更加有效。而其中雷达信号处理机的设计则是低空动目标检测雷达设计的难点和关键所在。本文从分析雷达信号处理机原理出发,根据低空动目标雷达回波强度低、杂波背景强、运动速度低的特点,选择了以二维FFT算法实现距离-多普勒积累和以杂波图对消实现杂波抑制为核心的信号处理算法,开发了多通道的软件无线电信号处理机的硬件和软件原型,并且完成了实际场景验证。在总体架构上,由于线性调频连续波体制雷达的信号处理机具有较低的复杂度和设计难度,因此采用线性调频锯齿波形实现低空动目标探测。在此基础上,设计了信号处理机的基本参数;发射机采用NCO产生LFMCW波形;根据低空动目标回波的强杂波、反射截面积小、运动速度低等特点,接收机采用去斜的方法实现匹配滤波,进而采用二维FFT算法实现距离维和多普勒维的二维积累,同时采用杂波图实现杂波对消,并完成恒虚警检测。在硬件架构上,采用最新的数字信号处理器件和软件无线电收发信技术构建信号处理机原型并实现雷达信号处理算法。所设计的多通道信号处理机,包含一片ZYNQ系列异构处理器和多片AD9361射频捷变收发器芯片。根据各部分算法对于复杂度和实时性的不同要求,将低空动目标检测算法的高实时性部分分配到ZYNQ处理器的可编程逻辑,同时将实时性较低且控制流程较复杂的部分分配到ARM双核处理器,进而采用模块化、结构化的方法完成软件设计。实验表明,所设计的低空动目标雷达信号处理机算法合理、方案可行、原型设备有效。由于采用了最新的异构信号处理器件和软件无线电技术,具备集成度高、可重构、可扩展性好、适应性强的特点,具有一定的应用前景。