[发明专利]一种基于以太网数据传输的FPGA相参性测试方法

说明书

本发明公开一种基于以太网数据传输的FPGA相参性测试方法，解决相参性评估不准确，调试效率低下的问题。该方法首先通过FPGA信号处理模块获取数字原始回波矩阵，并对原始回波矩阵进行脉压处理得到回波脉压矩阵，对矩阵进行截取，截去脉冲宽度，仅留下有效波门，得到有效回波脉压矩阵，然后由以太网卡将回波脉压矩阵传输至调试计算机，调试计算机对回波脉压矩阵进行相参积累处理，最后将提取得到的回波积累矩阵的峰值点与幅度门限对比，完成相参性评估。本方法有效解决传统方法根据单PRT幅度稳定性进行相参性判断准确度差的问题，且调试效率高，适合工程应用。

技术领域

本发明涉及FPGA模块相参性测试技术领域，特别是一种基于以太网数据传输的FPGA相参性测试方法。

背景技术

相参性对于相参雷达来说十分重要，将直接影响雷达的威力、多普勒分辨率等关键指标。相参性差会导致信号回波峰值能量下降，甚至造成回波分裂，产生虚假目标，严重影响雷达性能。因此，信号处理器中FPGA模块能否正确评估接收回波的相参性能，以保证后续信号处理的正确实施，在该体制雷达的应用中具有重要意义。

传统的FPGA模块评估接收回波的相参性方法是：将调试计算机与FPGA模块通过仿真器连接，打开调试环境软件，采集单个PRT回波，经过脉压后，记录峰值点幅度大小；重复上述过程，直至得到一帧回波所有峰值点幅度情况，以判断接收回波相参性。该方法在实现过程中的不足主要是：相参性对于相位的变化是十分敏感的，但相位变化较小时，幅度变化并不明显，从幅度大小进行逐PRT判断，很难得到准确的整帧回波的相参特性；而且连接仿真器、对单个回波进行采集，耗时较长，调试效率十分低下。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于以太网数据传输的FPGA相参性测试方法，解决相参性评估不准确，调试效率低下的问题。

对此，本发明提出一种基于以太网数据传输的FPGA相参性测试方法，第一步、搭建相参性评估系统，相参性评估系统包括：接收通道、FPGA信号处理模块、以太网卡和调试计算机；接收通道输出端与FPGA信号处理模块输入端导线连接；FPGA信号处理模块输出端与以太网卡输入端网线连接；以太网卡输出端与调试计算机输入端网线连接；第二步、FPGA信号处理模块回波序列进行采样；第三步、FPGA信号处理模块对原始回波序列进行脉压处理；第四步、以太网卡对回波脉压矩阵进行传输；第五步、调试计算机对回波脉压矩阵进行相参积累处理；第六步、判断FPGA信号处理模块相参性。

其中，第二步、FPGA信号处理模块回波序列进行采样包括：信号回波经相参雷达的接收通道接收，由FPGA信号处理模块对其进行采样，将模拟回波转化为数字原始回波矩阵，数字原始回波矩阵记为z(i,j)，其中j为每个回波脉冲的采样点数,j＝1,2,…N，N为单个回波脉冲的总采样点数，i＝1,2,…M，M为单帧回波积累脉冲总数。

其中，第三步、FPGA信号处理模块对原始回波序列进行脉压处理包括：FPGA信号处理模块对原始回波矩阵Echo(i,j)进行脉压处理得到回波脉压矩阵Echo_Acc(i,j)；

Echo_Acc(i,j)＝IFFT[conj(FFT[Echo(i,j)])*FFT[exp{jπkt²}]] (1)

其中k为回波信号调频斜率，t为脉冲持续时间。

其中，第四步、以太网卡对回波脉压矩阵进行传输包括：FPGA信号处理模块对回波脉压矩阵进行截取，截去脉冲宽度，仅留下有效波门，得到有效回波脉压矩阵Echo_AccS(i,j)；以太网卡将该矩阵封装成数据包格式，并通过高速网线发送至调试计算机。

其中，第五步、调试计算机对回波脉压矩阵进行相参积累处理包括：调试计算机将得到的数据包进行解包处理，重新得到有效回波脉压矩阵Echo_AccS(i,j)，对该矩阵进行相参积累，得到回波积累矩阵Echo_AccA(i,j)；