[發明專利]基于FPGA的微波報靶信號處理系統

在審

• 申請號: 201711293046.7
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN109901128A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 蔡超函;蘇思政;楊建超;曹鑫泉;顧紅;蘇衛民;陸錦輝
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/08
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

本發明公開了一種基于FPGA的微波報靶處理系統。該系統包括AD采集模塊、信號處理模塊、USB通信模塊、電源模塊、串口控制模塊和時鐘模塊；所述AD采集模塊用于采集輸入信號，并完成模數轉換；信號處理模塊對AD采樣模塊的輸入信號進行低通濾波處理和傅里葉變換，并根據設置的參數對傅里葉變換得到的結果進行數據緩存、恒虛警、目標凝聚的處理；USB通信模塊將信號處理模塊處理后的數據通過USB3.0傳輸至上位機中；電源模塊為信號處理模塊供電；串口控制模塊用于微波報靶系統和PC機的實時通信，完成系統的參數設置；時鐘模塊用于向AD采集模塊、信號處理模塊、USB通信模塊和串口控制模塊提供工作時鐘。本發明在保證數據準確的同時，滿足了實時性的要求。

技術領域

本發明涉及信號處理技術領域，特別是一種基于FPGA的微波報靶處理系統。

背景技術

隨著數字信號處理技術的高速發展，人們面臨的信號處理任務越來越繁重，對信號處理系統的要求也越來越高。隨著對信號處理的質量和實時性的要求日漸精密和嚴格，傳統的數字信號處理板卡的板卡體積大、系統穩定性低、存儲容量小速率低、處理器間數據吞吐量小、上位機控制傳輸距離短傳輸速率低、板卡通用性差，已無法滿足數字信號處理過程中算法復雜度日益增加數據量日益增加的現狀。此外，由于單發雙收的測距定位系統對數據的實時處理有較高要求，傳統的串口通信傳輸速率受限。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于FPGA的微波報靶處理系統，在保證數據準確的同時，滿足實時性的要求。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于FPGA的微波報靶處理系統，包括AD采集模塊、信號處理模塊、USB通信模塊、電源模塊、串口控制模塊和時鐘模塊，所述AD采集模塊、信號處理模塊為兩路，接收微波前端的兩路雷達回波，其中：

所述AD采集模塊用于采集輸入信號，并完成模擬信號到數字信號的轉換；

所述信號處理模塊用于對AD采樣模塊的輸入信號進行低通濾波處理和傅里葉變換，并根據設置的參數對傅里葉變換得到的結果進行數據緩存、恒虛警、目標凝聚的處理；

所述USB通信模塊用于將信號處理模塊處理后的數據通過USB3.0傳輸至上位機中；

所述電源模塊為信號處理模塊中高速數據采集與存儲系統供電；

所述串口控制模塊用于微波報靶系統和PC機的實時通信，完成系統的參數設置；系統參數包括信號與峰值檢測的絕對門限和實時接收指令；

所述時鐘模塊用于向AD采集模塊、信號處理模塊、USB通信模塊和串口控制模塊提供工作時鐘。

作為一種具體示例，所述AD采集模塊包括：

AD芯片，用于采集輸入信號，A/D轉換芯片選用AD9253，具有兩個轉換通道，每個通道位寬為16bit，最大轉換速率為20MSPS，1.8V供電；

AD配置模塊，根據需求設置AD芯片的工作模式；

數據采集模塊，將AD芯片采集到的輸入信號通過ISERDES原語進行降速處理。

作為一種具體示例，所述信號處理模塊包括：

濾波模塊，用于對AD采集模塊采集到的數據進行濾波，剔除不在測算范圍內的信號；

譜估計模塊，用于對數據進行FFT處理，通過差頻信號的頻譜對目標距離進行估計；

數據緩存模塊，用于預處理數據的緩存，控制兩片雙口RAM，使用乒乓結構，實現流水式操作；

恒虛警處理模塊，用于完成目標與雜波信號的區分，從而分辨出需要的目標信息；

目標位置估計模塊，用于根據兩路雷達接收站位置關系和它們各自的目標估計信息推算目標在靶面上的坐標信息。