[發明專利]外輻射源雷達寬帶信道化接收系統及FPGA實現方法

有效

• 申請號: 201210289073.8
• 申請日: 2012-08-14
• 公開（公告）號: CN102798840A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 王俊;何春娟
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/285
• 分類號: G01S7/285;G01S7/298;G01S7/40
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 程曉霞;王品華

技術領域

本發明屬雷達技術領域，主要涉及雷達接收機部分，具體說是一種外輻射源雷達寬帶信道化接收系統及FPGA實現方法，用于外輻射源雷達信號的接收。

技術背景

近年來利用廣播、電視、衛星等民用照射源的無源雷達探測技術越來越受到行內的重視。無源雷達系統本身不需要發射信號，而是利用環境中已有的或者目標本身的發射的電磁波信號進行目標探測與定位，因此它解決了常規有源雷達其發射信號易于被敵方偵收和截獲，因而容易遭受電子干擾和反輻射導彈的襲擊的問題，具有抗干擾、抗反輻射導彈、抗低空突防和反隱身的綜合“四抗”潛力。

然而，現代電子戰場的電磁環境復雜多變，信號環境朝著密集化、復雜化、占用電磁頻譜寬帶化的方向發展。為使外輻射源雷達接收系統達到同時接收不同頻點信號的目的，目前傳統的寬帶陣列接收機用多臺單通道接收機并行工作的方法和多通道接收機并行同步的工作的方法來實現。這兩種方法都可以實現并行的同時接收不同頻點上的雷達信號來達到全頻域覆蓋的目的。然而存在的不足是：多臺單通道并行工作的方法增加了系統成本，增加了整個并行系統同步工作的復雜度，而多通道并行同步工作的方法在當信道數比較大和指標要求比較高時，信號處理的復雜度也會隨之增加，同時對器件實現的可行性要求很高。

為滿足電磁環境越來越復雜的信息化戰場的需求，在外輻射源雷達的接收系統中實現同時多信號接收的新方法和技術，以克服傳統接收設備量大、復雜度高的不足，已經成為當前雷達接收領域的研究重點。同時，也存在很高的潛在應用價值。

發明內容

本發明的目的在于克服上述已有技術的不足，提出了一種降低接收系統復雜度，簡化系統結構，降低開發費用，拓展應用領域的外輻射源雷達寬帶信道化接收系統及FPGA實現方法，以更好地滿足雷達寬帶信道化接收系統算法驗證及科研實驗的要求。

為實現上述目的，本發明提供的外輻射源雷達寬帶信道化接收的FPGA實現方法包含以下步驟：

步驟1：接收雷達天線回波，所接收的雷達天線回波為調頻廣播信號，帶寬為20MHz。

步驟2：采用功分濾波模塊對接收到雷達天線回波頻段按照帶寬進行平均W等分，將接收到的20MHz帶寬的模擬信號平均分成W路模擬帶限信號并輸出，其中每一路模擬帶限信號的帶寬為W為等分數，取值范圍與功分濾波器型號相關。

步驟3：模數轉換變換，將每一路模擬信號變換為數字信號。

步驟4：FPGA頻點分選，利用FPGA頻點分選模塊分選并輸出8個頻點的信號，每2個頻點信號的輸出對應一路信號處理結果，2個頻點信號的分選稱為一組頻率信號的分選，每一組頻點信號分選過程相同，其中FPGA頻點分選過程中一組頻率信號分選過程包括：

4.1準備多相濾波器系數：首先采用MATLAB產生第一級多相結構的分支濾波器的系數，即多相結構降速模塊的分支濾波器的系數，降速模塊分支濾波器系數長度均為L1，將其寫入FPGA的ROM1中；接著，采用MATLAB產生第二級多相結構的分支濾波器的系數，即多相結構信道化模塊的分支濾波器的系數，信道化模塊分支濾波器系數長度均為L2，將其寫入FPGA的ROM2中。

4.2數字下變頻變換：對經AD數字化后的中頻信號進行數字下變頻變換，采用FPGA集成的IP核生成NCO正交數控振蕩器，使用NCO輸出本振信號，通過本振信號和數字化后的中頻信號相乘，得到固定基帶I，Q兩通道信號，I通道的信號為同相分量，Q通道的信號為正交分量。

4.3多相結構降速處理：降速處理以時鐘clk工作，時鐘頻率為f_clk，對下變頻后的基帶信號，按照多相結構，采用相數為D進行延時和抽取，D為正整數，并按照ROM1中對應的各個分支濾波器系數進行濾波，對多相濾波結構所有分支濾波器的輸出按時鐘對齊求和，并輸出給下一級進行多相結構信道化處理，輸出的基帶信號I、Q的數據速率降低了D倍。

4.4多相結構信道化處理：信道化處理以時鐘clk2工作，時鐘頻率為f_clk2，對經過多相結構降速處理后的基帶信號I、Q兩個通道，繼續采用多相結構，使用相數為M對I、Q兩個通道的信號分別進行延時和抽取后，M是正整數，并按ROM2中對應的分支濾波器系數進行濾波，各形成M個分支的信道化輸出，每個分支的信道化輸出的數據輸出頻率為即M個分支各自在M個clk2時鐘周期內，按時鐘頻率對齊，輸出一個數據，并傳入各自的FIFO分別進行數據的并串轉換處理。