[發明專利]一種基于CORDIC算法的雷達模擬信號獲取方法

有效

• 申請號: 201611024817.8
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN106708469B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 劉興海;楊劍;劉光斌;劉瑞麒;余志勇;范志良;沈凱
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍火箭軍工程大學
• 主分類號: G06F7/544
• 分類號: G06F7/544;G01S7/40
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 王芳

本發明公開了一種基于CORDIC算法的雷達模擬信號獲取方法，包括如下步驟：選擇CORDIC算法處于圓周系統的旋轉模式，假設初始輸入向量為(x₀,y₀)，旋轉角度為z₀，旋轉基為θ_i，旋轉方向為δ_i，迭代次數為N，輸出向量為(x_N+1,y_N+1)；假設所述輸出向量的函數自變量值為按照下式進行迭代運算，得到函數因變量值B_k；利用函數因變量值B_k，得到迭代運算結果(x_N+1,y_N+1)：若k≥N時，迭代運算結束，輸出本次迭代運算結果并存儲。本發明從算法迭代方程本身的特點入手，對其進行組合，進而從中得到一種具有兼顧運算速度資源消耗的優化算法結構，實現速度與面積兩大要素的均衡；本發明對迭代單元進行組合以減少算法實現的迭代次數，從而達到兼顧運算速度資源消耗的算法實現結構優化目的。

技術領域

本發明屬于數字信號硬件處理領域，特別涉及各類超越函數的實時硬件實現在雷達信號處理器領域的應用。

背景技術

CORDIC算法是一種迭代算法，最初由J.E.Volder提出，后由J.S.Walther利用統一的運算模式對原算法進行擴展以實現多種超越函數。CORDIC算法的基本原理是:用一組固定基數預設基本角度的線性組合實現對平面矢量所要求旋轉角度的逼近，即將要求的大角度旋轉分解為多次小的基本角度旋轉。選取特定的基本角度可以使每次矢量以基本角度值旋轉后，可以通過簡單的移位和加法操作來完成新矢量坐標值的計算，這使得超越函數的實現只需進行簡單的移位和加減運算，而不必使用昂貴的乘法器。因此可極大的節約硬件資源，提高運算速度。

資源消耗的減少和運算速度的提高一直以來都是硬件設計人員的追求，然而事實本身的規律性卻指出，以設計出具有最少資源消耗和最高運算速度的算法結構為目標的系統設計是不可實現的。所以在實際的系統設計中要綜合考慮到算法實現的速度和硬件資源消耗的限制以及精度要求，在設計成本和性能之間尋找平衡點，以選擇適合現實需求的算法實現結構，完成現實可實現范圍內最優的系統設計。現有技術在進行硬件系統設計時，通常通過基本運算單元的復用，犧牲部分運算速度的優勢以節約部分資源消耗，反之通過各基本單元的并行運算實現運算速度的提高，當然這一結構也會消耗更多的硬件資源。

當前，多用途雷達信號模擬器廣泛采用以標準正弦信號為基礎，通過對其進行各類調制(調幅、調頻、移相、編碼等)生成特定復雜信號(線性調頻信號、相位編碼信號和脈沖調制信號中的一種或者兩種以上信號)，用做后續新型雷達研制中各類測試信號。同時，測試信號的另一重要成分噪聲/雜波信號(統計特性一般呈瑞利分布)也可通過對標準正弦信號的變換而得到，且該方法在長期的實踐過程中展示了其良好的有效性和可靠性。由此可以看出，高效可靠地在硬件平臺上生成正弦信號在基礎雷達設備測試與研究中具有重要地位。CORDIC算法的出現與應用使研究者不再局限于資源占用多且精度有限的查找表法，而可以把更多精力投入到更高性能信號生成的研究中去。

發明內容

針對上述存在無法兼顧同時優化運算速度與資源消耗的問題，本發明提出了如下所述的技術方案：

一種CORDIC算法，該算法選擇CORDIC算法處于圓周系統的旋轉模式，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，設定初始輸入參數(x₀,y₀)＝(1/K,0)，旋轉角度按照(式1)、(式2)、(式3)和(式4)進行迭代運算，若k≥[(N-1)/2]時，迭代運算結束，輸出向量(x_[(N-1)/2],y_[(N-1)/2])：

z_i+1＝z_i-δ_iθ_i (式1)