[发明专利]基于FPGA的电子侦察信号参数高精度测量方法

权利要求书

1.基于FPGA的电子侦察信号参数高精度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在上位机中输入检测门限设置方式和固定门限值两个参数，上位机通过PCIe将该参数发送到FPGA，FPGA根据预定的数据帧格式解析出相应的控制字，并通过寄存器变量对其进行存储；

其中，所述检测门限设置方式为固定门限值或CFAR门限值；

步骤2，雷达信号经过模数转换器将模拟信号转换成原始数字信号，并将原始数字信号传输至FPGA，FPGA将数字信号进行多路数据缓存；

步骤3，对经模数转换得到的原始数字信号即时域数据进行分帧处理，对每帧时域数据做短时傅里叶变换，得到对应频域数据；选取频率功率谱的峰值与判决门限做比较，判断是否存在目标信号；

步骤4，对于存在目标信号的频域数据进行敌方雷达的脉冲信号参数的测量，得到敌方雷达的脉冲信号参数测量值；

其中，敌方雷达的脉冲信号参数包含脉宽、脉冲重复周期、到达时间、信号频率和信号幅度。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的电子侦察信号参数高精度测量方法，其特征在于，所述对每帧时域数据做短时傅里叶变换的具体实现过程为：每帧数据为256点，采用二维矩阵的短时傅里叶变换进行计算：

(3a)采用三级级联结构，第一级为16个16点的FFT IP核、第二级为16个Cordic IP核、第三级为16个16点的FFT IP核；

(3b)将16路并行原始数字信号直接输入到第一级FFT IP核，进行按列做短时傅里叶变换，然后将第一级变换结果与第二级Cordic IP核生成的旋转因子相乘后送入第三级FFTIP核，在第三级中进行按行做短时傅里叶变换；最后将第三级FFT结果进行按列重排，得到一维频域序列。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA的电子侦察信号参数高精度测量方法，其特征在于，所述判断是否存在目标信号的实现过程为：

(3c)定义一个寄存器，用来存储判决门限值；

当检测门限设置方式为固定门限时，直接将上位机传输的固定门限值作为判决门限；

当检测门限设置方式为CFAR门限时，选取l个噪声频点，对l个噪声频点的噪声功率值求平均，得到判决门限值；8≤l≤32；

(3d)定义一个比较器，用来比较频率功率谱峰值与判决门限的大小，当频率功率谱峰值大于判决门限时，判定为存在目标信号，则转入步骤4处理，否则判定为不存在目标信号。

4.根据权利要求1所述的基于FPGA的电子侦察信号参数高精度测量方法，其特征在于，所述对于存在目标信号的频域数据进行敌方雷达的脉冲信号参数的测量，其具体实现过程为：

(4a)对于存在目标信号的频域数据，进行脉冲上升沿时刻和脉冲下降沿时刻的检测，得到每帧数据对应的脉冲上升沿时刻和脉冲下降沿时刻；

(4b)脉宽的测量：定义一个16位的时间计数器，记录脉冲上升沿时刻和脉冲下降沿时刻对应的计数值，两者之差即为信号脉宽；

(4c)到达时间测量：锁存脉冲上升沿时刻的计数器值，将其转换为时域时间即为脉冲到达时间；

(4d)脉冲重复周期测量：相邻两个脉冲到达时间之差即为脉冲重复周期；

(4e)信号频率的测量：

首先，根据频率功率谱，得到粗侧频率值，即为频率功率谱峰值对应的频点值f_x；

然后，在f_x-Δf～f_x+Δf范围内，设计一组滤波器，其相邻滤波器的中心频率间隔为df，将步骤2缓存的原始数字信号即时域信号输入该组带通滤波器，得到精测频谱；Δf为预设频率裕量；

(4f)幅度测量：与频率测量步骤相同，得到滤波器输出最大能量值后，再对其进行开方，得到信号幅度值。