[发明专利]多通道激光引信目标特征识别信号处理电路的实现方法

说明书

本发明涉及一种多通道激光引信目标特征识别信号处理电路的实现方法，将FPGA芯片与TDC芯片集成，对多通道脉冲信号同时进行实时处理，测量反应目标特征的回波延时和脉宽；由FPGA芯片进行回波高速采样、时序处理和数字信号处理，对TDC芯片进行参数配置和延时数据的传送；由TDC芯片进行延时测量，并将延时测量的数据传送至FPGA芯片。本发明基于全数字信号处理的集成设计方案，将回波延时测量、高速采样集成到数字信号处理电路中，能够同时对8个探测通道的回波脉冲进行高速采样，延时测量精度达±0.1ns，脉宽测量精度达±1ns。根据目标的延时和脉宽函数，拟合判据函数，对8个探测通道的回波的延时、脉宽组合进行筛选，识别目标特征，剔除无效干扰回波信号。

技术领域

本发明涉及激光引信信号处理电路，特别涉及一种多通道激光引信目标特征识别信号处理电路的实现方法。

背景技术

激光引信为实现较远的作用距离，并且满足全向探测能力，一般采用多个探测通道，脉冲体制激光引信为提高抗自然环境干扰的能力，需要较高的时间测量精度来提取目标特征，以获得较高的距离分辨力和不同距离上反射回波的能量特征，从而有利于完成目标识别与抗环境干扰的算法实现。距离分辨率体现在回波前沿相对与发射驱动脉冲的延时(以下简称延时)的精确测量，回波反射能量大小体现在回波脉冲宽度(以下简称脉宽)的大小精确测量。

传统脉冲探测体制的信号处理主要通过FPGA内部时钟进行高速采样测量延时、脉宽。这种测量通常采用脉冲计数法，即在待测信号的高电平或低电平用一高频时钟脉冲进行计数。待测信号相对于计数时钟通常是独立的，因此该法的最大测量误差为一个时钟周期。提高计数时钟频率时钟频率，提高脉冲计数法的精度的唯一有效途径。但是越高测量误差越小，但是频率越高对芯片的性能要求也越高，若系统时钟为250MHz，则系统的测量精度为±4ns。而对于几十纳秒的延时、脉宽来说，这样的测量精度远不满足需求。

若采用利用时间间隔测量芯片，测量反射回波的延时，通过通信协议传输给后级片上数字信号处理器。这种信号处理方式的时间测量精度高达0.1ns左右，距离分辨力极高，主要用于高精度的微波测距或激光测距系统，但是缺陷是该测距芯片无法测量回波的脉宽。

利用FPGA移相时钟对反射回波进行高速采样，来测量反射回波的延时，时钟移相等效于采样时钟倍频，因此能够获得1ns左右的时间测量精度。但移相时钟对时钟输入要求高，要实现8个探测通道反射回波延时和脉宽的测量，需要增加逻辑复杂度或者复用FPGA芯片，前者会使信号处理系统时钟频率下降，降低移相时钟的可靠性，后者则需要更大的体积空间，而对于体积受限的反反舰导弹上难以实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多通道激光引信目标特征识别信号处理电路的实现方法，能够对8通道脉冲信号进行实时处理，精确测量反应目标特征的回波延时和脉宽，其中延时测量精度达±0.1ns，脉宽测量精度达±1ns。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种多通道激光引信目标特征识别信号处理电路的实现方法，将FPGA芯片与TDC芯片进行集成，对多通道脉冲信号同时进行实时处理，测量反应目标特征的回波延时和脉宽；

其中，通过FPGA芯片进行回波高速采样、时序处理和数字信号处理，对TDC芯片进行参数配置和延时数据的传送；通过所述TDC芯片进行延时测量，并将延时测量的数据传送至FPGA芯片。

优选地，任意一个通道有回波输出至TDC芯片的对应管脚时，TDC芯片测量该通道对应的发射基准信号与回波的延时，并将测量结果存储在FIFO寄存单元，发出中断信号；

所述FPGA芯片从TDC芯片的FIFO寄存单元读取存储的数据，得到回波通道信息、各个通道回波相对各自发射基准信号的延时数据。

优选地，所述FPGA芯片将8通道各自对应的10kHz发射基准信号经过或运算得到的一路80kHz信号，作为多路回波信号延时测量的基准传输给TDC芯片。