[發明專利]一種基于FPGA的雷達信號處理教學平臺及其工作方法

在審

• 申請號: 202010442642.2
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111524415A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 程洪歡;洪雁成;李洪濤
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G09B9/54
• 分類號: G09B9/54;G05B19/042
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種基于FPGA的雷達信號處理教學平臺，其特征在于，包括顯控計算機、雷達回波模擬模塊、雷達信號處理模塊和示波器，所述顯控計算機、雷達信號處理模塊、示波器均與雷達回波模擬模塊連接，且雷達回波模擬模塊、雷達信號處理模塊分別與示波器連接，其中：

顯控計算機，用于配置雷達回波模擬模塊的雷達回波中頻信號，以及分析雷達信號處理模塊回傳的雷達探測目標信號；

雷達回波模擬模塊，用于模擬雷達回波中頻信號，并發送至雷達信號處理模塊；

雷達信號處理模塊，用于接收雷達回波模擬模塊發送的雷達回波中頻信號，并進行信號處理得到雷達探測目標信號，將該雷達探測目標信號經過雷達回波模擬模塊發送至顯控計算機；

示波器，用于顯示雷達回波模擬模塊的雷達回波中頻信號的波形，以及雷達信號處理模塊處理后所得雷達探測目標信號的波形。

2.根據權利要求1所述的基于FPGA的雷達信號處理教學平臺，其特征在于，所述顯控計算機還包括軟件仿真模塊，用于仿真雷達回波中頻信號和雷達探測目標信號，并與示波器顯示的結果進行對比。

3.根據權利要求1所述的基于FPGA的雷達信號處理教學平臺，其特征在于，所述雷達回波模擬模塊，用于模擬雷達回波中頻信號，具體如下：

雷達回波模擬模塊根據顯控計算機計算配置參數后生成回波信號，并且實時模擬外部環境產生的干擾信息，從而完成雷達回波中頻信號的模擬。

4.根據權利要求1所述的基于FPGA的雷達信號處理教學平臺，其特征在于，所述雷達信號處理模塊，通過顯控計算機配置不同的信號處理方式，從而實現多種雷達目標檢測過程教學。

5.根據權利1要求所述的基于FPGA的雷達信號處理教學平臺，其特征在于，所述雷達回波模擬模塊包括了FPGA芯片和DAC芯片，所述FPGA芯片型號為XC7K410TFFG901，所述DAC芯片型號為DAC3164。

6.根據權利1要求所述的基于FPGA的雷達信號處理教學平臺，其特征在于，所述雷達信號處理模塊包括了FPGA芯片、ADC芯片和DAC芯片，FPGA芯片型號為XC7K410TFFG901，所述ADC芯片型號為AD9914，所述DAC芯片型號為DAC3164。

7.一種基于FPGA的雷達信號處理教學平臺的工作方法，其特征在于，具體為：

步驟1、通過顯控計算機設定雷達信號波形，探測目標個數、位置、速度、方位角信息，雜波類型以及噪聲大小的信息，然后將配置信息發送至雷達回波模擬模塊；

步驟2、雷達回波模擬模塊根據配置信息產生相應的雷達回波中頻信號，然后經過DAC芯片將雷達回波中頻信號由數字信號轉換成模擬信號；

步驟3、雷達信號處理模塊接收雷達回波中頻信號，由ADC芯片將模擬信號轉換為數字信號，然后經過雷達信號處理，提取雷達探測目標信號，發送至顯控計算機；

步驟4、顯控計算機接收雷達探測目標信號進行處理得到仿真波形圖，示波器顯示雷達回波模擬模塊的雷達回波中頻信號的波形以及雷達信號處理模塊處理后所得雷達探測目標信號的波形，將顯控計算機所得仿真波形圖與示波器顯示的波形圖進行對比。

8.根據權利要求7所述的基于FPGA的雷達信號處理教學平臺的工作方法，其特征在于，步驟2所述雷達回波模擬模塊根據配置信息產生相應的雷達回波中頻信號，其中：

探測目標的位置信息根據設定的距離產生的信號延遲確定，速度信息由多普勒頻率確定，方位角由多通道回波幅度比值確定，外部環境產生的干擾雜波由線性反饋移位寄存器的方法產生。