[发明专利]基于DBF的多普勒天气雷达的小型化高速处理板及处理方法

权利要求书

1. 基于DBF的多普勒天气雷达的小型化高速处理板，其特征在于：包括在该板上集成的FPGA控制器和第一、二DSP处理器，所述FPGA控制器通过高速光纤与中频数字接收机的输出端相连， FPGA控制器通过Link口分别与第一、二DSP处理器双向通讯，FPGA控制器通过以太网模块与终端双向通讯，所述第一、二DSP处理器均采用BWDSP100处理器。

2.根据权利要求1所述的基于DBF的多普勒天气雷达的小型化高速处理板，其特征在于：所述FPGA控制器的输入输出端分别与第一SRAM外部存储芯片、第二SRAM外部存储芯片、Flash存储器、EEPROM存储器、GPIO口相连。

3.根据权利要求1所述的基于DBF的多普勒天气雷达的小型化高速处理板，其特征在于：所述第一DSP处理器与第二DSP处理器之间通过Link口双向通讯，第一DSP处理器的输入输出端与第一DDR2 SDRAM外部存储芯片相连，第二DSP处理器的输入输出端与第二DDR2 SDRAM外部存储芯片相连。

4.根据权利要求1所述的基于DBF的多普勒天气雷达的小型化高速处理板，其特征在于：所述FPGA控制器采用EP2SGX90芯片。

5.根据权利要求1所述的基于DBF的多普勒天气雷达的小型化高速处理板，其特征在于：所述FPGA控制器通过第一、二高速光纤与中频数字接收机的输出端相连，通过第三高速光纤与校正模块相连，通过第四高速光纤与备份存储器相连。

6. 基于DBF的多普勒天气雷达的小型化高速处理板的处理方法，其特征在于该方法包括：

在工作模式下，FPGA控制器接收第一、二高速光纤的IQ数据，完成DBF运算后，将数据通过Link口发送给第一DSP处理器，由第一DSP处理器完成脉冲压缩，第一DSP处理器将数据通过总线按Fr存储在第一DDR2 SDRAM外部存储芯片中，第二DSP处理器分段读取第一DDR2 SDRAM外部存储芯片中存储的数据进行运动补偿、杂波抑制、气象要素的估计，在一个CPI计算完成后，通过Link口将数据发送给FPGA控制器，FPGA控制器通过以太网模块将结果数据发送给终端；

在接收校正模式下，FPGA控制器接收第一、二高速光纤的IQ数据，将数据通过Link口发送给第一DSP处理器，由第一DSP处理器完成32路接收校正系数的运算，第一DSP处理器将接收校正系数发送给FPGA控制器，由FPGA控制器将接收校正系数保存在EEPROM存储器中，作为下一次开机的初始化值，FPGA控制器同时将校正系数通过以太网模块发送给终端；

在发射校正模式下，FPGA控制器接收第三高速光纤的IQ数据，将数据通过Link口发送给第一DSP处理器，由第一DSP处理器完成32路发射校正系数的运算，第一DSP处理器将发射校正系数发送给FPGA控制器，由FPGA控制器将发射校正系数保存在EEPROM存储器中，作为下一次开机的初始化值，FPGA控制器同时将校正系数通过第三高速光纤发送给T/R组件，且通过以太网模块发送给终端。

7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于：所述FPGA控制器在正常运算的同时，将DBF运算后的数据通过第四高速光纤发送给备份存储器，FPGA控制器对于某一方向的数字波束形成要完成下列DBF运算：

这里f(t)为目标接收信息；k为波束号；d为阵元间距；λ为发射载波波长；α为目标信号相对天线阵面法线的入射角；n为第n通道；W为加权系数；C为校正参数；Ω反映波束指向；j表示复数的虚部；C（n）是校正系数，N是信号的样本数。

8.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于：所述第一DSP处理器进行如下运算：首先，程序初始化，判断CPI是否中断，若中断，则取控制字，否则返回判断CPI是否中断；取控制字后，判断是否处于校正模式，若处于校正模式，则启动数据接收，进行校正运算，输出校正结果后返回判断CPI是否中断；若非处于校正模式，则判断是否改变波束指向，若波束指向改变，则计算波束形成权后输出，否则，判断Tr是否中断；在输出波束形成权后，判断Tr是否中断，若中断，则启动数据接收，进行脉冲压缩后写入第一DDR2 SDRAM外部存储芯片，否则，返回判断Tr是否中断；在写入第一DDR2 SDRAM外部存储芯片后，判断CPI是否结束，若结束，则返回判断CPI是否中断，否则，返回判断Tr是否中断。

9.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于：所述第二DSP处理器进行如下运算：首先，程序初始化，判断CPI是否中断，若中断，则取控制字，否则，返回判断CPI是否中断；取控制字后，判断是否处于校正模式，若处于校正模式，则返回判断CPI是否中断，否则，判断FCPI是否中断；若FCPI中断，则读第二DDR2 SDRAM外部存储芯片，否则返回判断FCPI是否中断；在读第二DDR2 SDRAM外部存储芯片之后，依次进行运动补偿、杂波抑制和谱矩估计，再判断CPI是否结束，若结束，则输出Z、V、W后返回判断CPI是否中断，否则，返回判断FCPI是否中断。