[发明专利]虚拟时反被动测向算法的FPGA实现方法

权利要求书

1.一种虚拟时反被动测向算法的FPGA实现方法，其特征是：由A/D采集模块、DDR3数据传递模块、虚拟时反被动测向并行算法的FPGA实现模块、上位机组成虚拟时反被动测向系统，A/D采集模块采集一段待测的盲信号存入DDR3数据传递模块中，对所采集的盲信号进行频谱分析后，将与之对应的时延补偿点数据也存在DDR3数据传递模块中，通过寻址方式将DDR3数据传递模块的数据写入虚拟时反被动测向并行算法的FPGA实现模块进行时延补偿使信号波形对齐，将对齐的N通道天线阵元信号累加求和、取绝对值运算获得能量值，把运算结果存入DDR3数据传递模块再上传至上位机进行能量最大值搜索，找到的最大能量值所对应的位置即为信源所在方向。

2.根据权利要求1所述的虚拟时反被动测向算法的FPGA实现方法，其特征是A/D采集模块采集一段待测的盲信号存入DDR3数据传递模块中具体为：A/D采集模块采集N通道的信源信号数据，通过DMA方式将采集的数据即N通道信号存入DDR3数据传递模块中已分配好的区域，数据点数N_S的计算公式为：

N_S＝N×T×F

其中，N为通道数，T为采样时长，F采样频率。

3.根据权利要求2所述的虚拟时反被动测向算法的FPGA实现方法，其特征是：N通道的信源信号来自天线阵，所述天线阵阵心与坐标系原点重合，天线阵元均匀布放，阵半径为r₀，信源S(t)的空间位置为(X_S,Y_S,Z_S)，信源与坐标系原点的距离为d，信源在XOY平面上的投影S′(t)的空间位置为(X_S,Y_S,0)，投影点的方位角即为信源的方位角，信源的方位角和俯仰角分别用θ和表示，信源坐标与方位角和俯仰角的关系为：

因为阵元是均匀分布的，所以第k个阵元的坐标表示为：

4.根据权利要求3所述的虚拟时反被动测向算法的FPGA实现方法，其特征是：上位机中存有预先算出的时延补偿表文件，将测频结果传给上位机，上位机将从时延补偿表文件中取出与测频结果对应的时延补偿表，并通过PCIE传送至DDR3中已分配好的区域内，补偿点数据个数N_D为：

式中，N_D由方位补偿点和俯仰补偿点共同组合。

5.根据权利要求4所述的虚拟时反被动测向算法的FPGA实现方法，其特征是：把DDR3中的数据，通过DMA控制，取入虚拟时反被动测向并行算法的FPGA实现模块中，通过该模块的运算获得方位扫描点和俯仰扫描点的能量值。

6.根据权利要求5所述的虚拟时反被动测向算法的FPGA实现方法，其特征是虚拟时反被动测向并行算法的FPGA实现模块，具体包括：Din是DDR3的数据输出端口，与FIFO_DELAY模块的输入端Din_delay及N个通道的MUX二选一多路选择器的IN0端相连；FIFO_DELAY模块的输出端Dout_delay与双端口RAM的输入端dina相连，双端口RAM的输出端dinb与延迟控制模块的CntN_M端相连；N个通道的MUX二选一多路选择器的输出端OUT1～OUTN分别与FIFO_data1～FIFO_dataN模块的输入端Din1～DinN相连；FIFO_data1～FIFO_dataN模块的输出端Dout1～DoutN分成两路：第一路分别与N个通道的MUX二选一多路选择器的IN1端相连，第二路分别与并行处理模块的Din1_M～DinN_M端相连；延迟控制模块的rstN_M端与并行处理模块的Rd_enN_M端相连；并行处理模块的输出端RESULT_1～RESULT_M分别与加法器组1～加法器组M的Din1_add1～Din1_addM端相连；加法器组1～加法器组M的输出端S₁～S_M端与求能量值模块的Din_S₁～Din_S_M端相连，将求能量值模块的E₁～E_M端按顺序由dout端输出，dout端与DDR3的数据输入端口相连。