[发明专利]基于FPGA的微波报靶信号处理系统

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的微波报靶处理系统。该系统包括AD采集模块、信号处理模块、USB通信模块、电源模块、串口控制模块和时钟模块；所述AD采集模块用于采集输入信号，并完成模数转换；信号处理模块对AD采样模块的输入信号进行低通滤波处理和傅里叶变换，并根据设置的参数对傅里叶变换得到的结果进行数据缓存、恒虚警、目标凝聚的处理；USB通信模块将信号处理模块处理后的数据通过USB3.0传输至上位机中；电源模块为信号处理模块供电；串口控制模块用于微波报靶系统和PC机的实时通信，完成系统的参数设置；时钟模块用于向AD采集模块、信号处理模块、USB通信模块和串口控制模块提供工作时钟。本发明在保证数据准确的同时，满足了实时性的要求。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，特别是一种基于FPGA的微波报靶处理系统。

背景技术

随着数字信号处理技术的高速发展，人们面临的信号处理任务越来越繁重，对信号处理系统的要求也越来越高。随着对信号处理的质量和实时性的要求日渐精密和严格，传统的数字信号处理板卡的板卡体积大、系统稳定性低、存储容量小速率低、处理器间数据吞吐量小、上位机控制传输距离短传输速率低、板卡通用性差，已无法满足数字信号处理过程中算法复杂度日益增加数据量日益增加的现状。此外，由于单发双收的测距定位系统对数据的实时处理有较高要求，传统的串口通信传输速率受限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于FPGA的微波报靶处理系统，在保证数据准确的同时，满足实时性的要求。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于FPGA的微波报靶处理系统，包括AD采集模块、信号处理模块、USB通信模块、电源模块、串口控制模块和时钟模块，所述AD采集模块、信号处理模块为两路，接收微波前端的两路雷达回波，其中：

所述AD采集模块用于采集输入信号，并完成模拟信号到数字信号的转换；

所述信号处理模块用于对AD采样模块的输入信号进行低通滤波处理和傅里叶变换，并根据设置的参数对傅里叶变换得到的结果进行数据缓存、恒虚警、目标凝聚的处理；

所述USB通信模块用于将信号处理模块处理后的数据通过USB3.0传输至上位机中；

所述电源模块为信号处理模块中高速数据采集与存储系统供电；

所述串口控制模块用于微波报靶系统和PC机的实时通信，完成系统的参数设置；系统参数包括信号与峰值检测的绝对门限和实时接收指令；

所述时钟模块用于向AD采集模块、信号处理模块、USB通信模块和串口控制模块提供工作时钟。

作为一种具体示例，所述AD采集模块包括：

AD芯片，用于采集输入信号，A/D转换芯片选用AD9253，具有两个转换通道，每个通道位宽为16bit，最大转换速率为20MSPS，1.8V供电；

AD配置模块，根据需求设置AD芯片的工作模式；

数据采集模块，将AD芯片采集到的输入信号通过ISERDES原语进行降速处理。

作为一种具体示例，所述信号处理模块包括：

滤波模块，用于对AD采集模块采集到的数据进行滤波，剔除不在测算范围内的信号；

谱估计模块，用于对数据进行FFT处理，通过差频信号的频谱对目标距离进行估计；

数据缓存模块，用于预处理数据的缓存，控制两片双口RAM，使用乒乓结构，实现流水式操作；

恒虚警处理模块，用于完成目标与杂波信号的区分，从而分辨出需要的目标信息；

目标位置估计模块，用于根据两路雷达接收站位置关系和它们各自的目标估计信息推算目标在靶面上的坐标信息。