[发明专利]一种基于FPGA的任意雷达波形在线设计方法

摘要

本发明提出了一种基于FPGA的任意雷达波形在线设计方法，上位机101根据设置的雷达波形参数，生成零频信号波形数据，并通过网络发送给发射波形存储器102，发射波形存储器102的数据经过上变频模块103提升至中频发射信号，并输出至雷达发射模块，实现任意波形生成。上位机101生成脉冲压缩系数的频域数据，通过网络存储至脉冲压缩系数存储器104，脉冲压缩模块105根据脉冲压缩系数存储器104的值对雷达回波进行脉冲压缩，其中脉冲压缩模块使用了优化结构的频域脉冲压缩算法，降低硬件消耗，以低延迟，高吞吐量的方式完成脉冲压缩。

主权项

1.一种基于FPGA的任意雷达波形在线设计方法，其特征在于：(1)、通过上位机界面设计波形，并将零频波形数据发送给FPGA；FPGA将零频波形数据上变频至中频，并用DA转换成模拟信号，通过TR组件发射出去；(2)、雷达接收通道中，AD转换器采集TR的下变频信号，其中AD转换器应满足带通采样定理；FPGA获取AD数据后，完成正交下变频，将数据下变频至零频信号；(3)、假设匹配滤波器长度为N，则需要做2N点的FFT；在FPGA中构建两个2N点FFT、乘法器和2N点IFFT通路，原始数据按照N个数据为一组乒乓送入这两个通路中：先将下变频的数据流的N个数据流水送入第一个处理通路，当N个数据进入FFT模块后，该通路接下来的N个数据输入数据置0，同时将下变频数据的接下来的N个数据流水送入第二个处理通路中；当N个数据输入第二个通道的FFT模块后，第一个通路FFT处理的数据为N个下变频数据和N个零，即完成了对第一个通道的补零操作；此时再将下变频数据接下来的N个数据流水送入第一个通路中，第二个通道数据输入数据置0；当第一通道输入N个需处理的数据后，此时第二个通道数据为N个回波数据和N个零，即完成了对第二个通道的补零操作；重复这个乒乓过程，直至所有的需要处理的数据都处理完成；根据过程可以看出整个过程为流水乒乓操作，无补零延时，可以使用重叠相加法实时流水处理雷达回波数据；(4)、上述步骤中的第一通道和第二通道的2N个FFT输出与RAM中存储的2N个脉冲压缩系数对应相乘，之后执行2N点IFFT；对于第一通道和第二通道的IFFT输出直接相加即可得到最终的脉冲压缩输出y[n]；脉冲压缩结果可输出至后续雷达相参处理。