[发明专利]一种宽带目标模拟器信号处理单元

说明书

本发明属于雷达射频仿真和雷达目标信号模拟测试技术领域，具体涉及一种提高了信号处理单元工作带宽的宽带目标模拟器信号处理单元。本发明包括模拟数字转换器、测频通道、直接数字控制器、延时模块、数字上变频器和数字模拟转换器，所述的模拟数字转换器将模拟中频信号转换为数字中频信号，测频通道测量数字中频信号的载频。本发明通过直接数字控制器对数字中频信号进行正交混频、滤波和抽取，将数字中频信号转换为数字基带信号即I/Q复信号，数字基带信号经延时模块进行主延时后，经数字上变频器DUC进行插值、滤波和正交混频，将数字基带信号转换为数字中频信号，提高了信号处理单元的工作带宽，并且可以生成多种体制雷达信号的模拟回波。

技术领域

本发明属于雷达射频仿真和雷达目标信号模拟测试技术领域，具体涉及一种提高了信号处理单元工作带宽的宽带目标模拟器信号处理单元。

背景技术

随着雷达系统在各个领域的迅猛发展，所需处理的数据量也越来越大，而数据量增加的同时就必然会给硬件系统的存储、传输和处理效率带来很大负担，所以在进行处理之前首先需要对数据进行压缩，而进行数据压缩，就要在不丢失信息的前提下，缩减数据量以减少存储空间，提高其传输、存储和处理的效率，或者按照一定的算法对数据进行重新组织，减少数据的冗余和存储的空间。

宽带雷达目标模拟系统数字单元，主要由两通道宽带ADC(也可以合并为一个通道、构成一个更宽带的ADC)，一通道宽带DAC，两个高速大容量的FPGA，一个高速的DSP，大容量的SDRAM存储器(256Mbytes)和四个高速的外部LVDS扩展接口PCI或CPCI或HPI、1个McBSP接口、2路自定义接口(根据实际情况定义或选用)组成。数字单元中处理的雷达发射信号为一宽带线性调频信号，带宽设定为500MHZ，工控机中预先存储大量的目标特性参数，其数据量大于256MB，整个数字单元所要完成的功能是：

(1)将存储于工控机中的目标特性参数通过PCI接口传送到DSP中，由于PCI接口拥有33MHz的时钟速率，且数据总线为32位，因此在理论上二者间的数据传输速率最高可以为132MB/s，但在实际应用中这个速率并不可能达到，所以本次系统设计中工控机与DSP间的数据传输速率指标设定为100MB/s；

(2)由于DSP内存空间有限，不能存储大量的数据，因此在DSP片外扩展了一个容量为256MB的同步动态存储器(SDRAM)，当工控机中的数据传送到DSP中时，DSP将通过EMIF接口将这些数据传输到片外SDRAM中暂存，由于工控机是以100MB/s的速度传输到DSP中的，因此对于DSP向SDRAM中传输数据的速度至少要大于100MB/s；

(3)雷达发射信号经过A/D通道进行采样后通过四条并行总线发送到FPGA1中，为产生回波数据做准备；

(4)在雷达发射信号的采样数据进入FPGA1中时，其将与事先从SDRAM中传输过来的目标特性参数结合，并在FPFA1中进行一系列的复杂运算，得出含有发射信号频率信息的回波数据，并且传输到FPGA2中，其中SDRAM与FPGA1间的数据传输采用分段传输，当一次传输过来的数据处理完成之后再进行下一次的传输，针对SDRAM与FPGA1的连接方式以及两个器件本身的性质进行综合考虑，将二者的传输速率指标设定为200MB/s；

(5)由于实际中雷达与目标会有相对运动，因此会产生一个多普勒频移，FPGA2就完成将FPGA1传输过来的回波数据进行多普勒频率调制，从而得出含有多普勒频率的最终的回波数据；

(6)FPGA2将计算出来的含有多普勒频率的回波数据送入D/A通道中转化为模拟数据输出，实现目标模拟的目的。

通过上述分析可知，在雷达目标模拟器中，最核心的部分就是信号处理单元。随着现代高分辨雷达的输出带宽越来越大，雷达接收到的目标回波已经不再是点目标了，而是沿距离展开的距离像，因此宽带目标模拟器技术也需要进一步研究，特别是信号处理单元，需要具备模拟高分辨雷达目标回波信号的能力。

发明内容