[发明专利]一种基于FPGA的雷达信号处理教学平台及其工作方法

说明书

本发明涉及一种基于FPGA的雷达信号处理教学平台及其工作方法。该平台包括显控计算机、雷达回波模拟模块、雷达信号处理模块和示波器。工作方法为：通过显控计算机设定雷达信号配置信息并发送至雷达回波模拟模块；雷达回波模拟模块根据配置信息产生相应的雷达回波中频信号；雷达信号处理模块接收雷达回波中频信号，经过处理提取雷达探测目标信号，发送至显控计算机，进行处理得到仿真波形图，示波器显示雷达回波中频信号的波形以及雷达探测目标信号的波形，将显控计算机所得仿真波形图与示波器显示的波形图进行对比。本发明参数配置灵活简易、雷达信号处理过程直观、雷达信号处理方法多样，能够满足不同教学用户的需求。

技术领域

本发明属于电子控制领域，具体涉及一种基于FPGA的雷达信号处理教学平台及其工作方法。

背景技术

近年来，随着数字信号处理技术的不断发展，雷达系统日趋复杂，种类繁多。实际雷达价格昂贵，受资金以及教学的实用性的影响，一般的高校配备真实雷达设备数量较少，系统落后，显示界面不够直观，不利于学生理解雷达的工作原理和雷达信号处理过程，雷达分组实训效率较低，效果差，难以满足教学要求；因此各高校多采用以软件仿真为基础的雷达系统教学平台，能够形象化的体现雷达从信号产生、目标模拟、目标检测、航迹跟踪等雷达工作的各个阶段，但基于软件仿真的雷达系统教学平台提供的毕竟不是真实雷达图像，而是模拟的雷达图像，与真实雷达图像具有一定的差距，给学生的学习带来负面影响。

现有的雷达信号处理教学平台多是基于软件仿真，不利于学生理解雷达的工作原理及信号处理过程。实际雷达或因为价格等原因无法普及，或是集成度不够，涵盖的雷达信号处理技术较少，不便于学生从多个角度理解雷达信号处理的过程，并且教学方式比较混乱，使学生学习起来比较困难。基于以上存在的诸多问题及缺陷，需要对雷达信号处理教学平台进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种参数配置灵活简易、雷达信号处理过程直观、雷达信号处理方法多样的基于FPGA的雷达信号处理教学平台及其工作方法，以满足不同教学用户的需求。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于FPGA的雷达信号处理教学平台，包括显控计算机、雷达回波模拟模块、雷达信号处理模块和示波器，所述显控计算机、雷达信号处理模块、示波器均与雷达回波模拟模块连接，且雷达回波模拟模块、雷达信号处理模块分别与示波器连接，其中：

显控计算机，用于配置雷达回波模拟模块的雷达回波中频信号，以及分析雷达信号处理模块回传的雷达探测目标信号；

雷达回波模拟模块，用于模拟雷达回波中频信号，并发送至雷达信号处理模块；

雷达信号处理模块，用于接收雷达回波模拟模块发送的雷达回波中频信号，并进行信号处理得到雷达探测目标信号，将该雷达探测目标信号经过雷达回波模拟模块发送至显控计算机；

示波器，用于显示雷达回波模拟模块的雷达回波中频信号的波形，以及雷达信号处理模块处理后所得雷达探测目标信号的波形。

进一步地，所述显控计算机还包括软件仿真模块，用于仿真雷达回波中频信号和雷达探测目标信号，并与示波器显示的结果进行对比。

进一步地，所述雷达回波模拟模块，用于模拟雷达回波中频信号，具体如下：

雷达回波模拟模块根据显控计算机计算配置参数后生成回波信号，并且实时模拟外部环境产生的干扰信息，从而完成雷达回波中频信号的模拟。

进一步地，所述雷达信号处理模块，通过显控计算机配置不同的信号处理方式，从而实现多种雷达目标检测过程教学。

进一步地，所述雷达回波模拟模块包括了FPGA芯片和DAC芯片，所述FPGA芯片型号为XC7K410TFFG901，所述DAC芯片型号为DAC3164。