[发明专利]基于FPGA的电子侦察信号参数高精度测量方法

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的电子侦察信号参数高精度测量方法，包括以下步骤：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，通过PCIe将该参数发送到FPGA；雷达侦察信号经模数转换器得到原始数字信号，并传输至FPGA进行多路数据缓存；对原始数字信号进行分帧处理，对每帧数据做短时傅里叶变换；计算频域数据的频率功率谱，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；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。本发明采用频域脉冲检测，能有效提升脉宽、脉冲重复周期等参数的精度；通过频谱的粗测与精测，可在较少资源代价下获取精度较高的频谱测量结果，实时性好。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，特别涉及一种基于FPGA的电子侦察信号参数高精度测量方法。

背景技术

在现代战争中，获取敌方情报的有效手段是电子侦察，其最大的特点是利用电子技术侦测敌方雷达参数以获取重要情报。它的工作原理是对空间中电磁信号进行截获，通过预处理(放大、下变频等)及后续的信号处理测量出电磁脉冲典型参数。由于敌我双方对战争中主导权的争夺，对侦察系统实时性和测量的敌方雷达参数精度提出了更高的要求，因此有必要研究应用于实时处理系统中的高精度参数测量方法。

传统电子侦察主要基于模拟器件，设备简单，实时性较差，处理能力有限，很难对雷达参数进行高精度的测量，极大的限制了电子侦察机的性能。近年来，大规模集成电路飞速发展，为侦察机提供了硬件支撑，而数字信号处理理论的发展也为参数测量方法提供了理论基础。但一些基于高速器件搭载的平台存在硬件设计复杂、开发困难的缺点，所采用的算法也存在不易编程实现或对精度提升有限的问题，这些缺点或问题均加大了侦察机设计的难度和开发周期。

FPGA(现场可编程门阵列)是一种由用户编程来实现所需逻辑功能的数字集成电路器件，具有高度并行、流水处理的特点，可有效提高处理系统的实时性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于FPGA的电子侦察信号参数高精度测量方法，本发明采用的频域脉冲检测相比时域检测方法性能更优，高速采样和滑窗FFT(重叠一定点数)能有效提升脉宽、脉冲重复周期等参数的精度，而通过频谱精测等手段，可在较少资源代价下获取精度较高的频谱测量结果。同时还具有可编程性强、可移植性强、开发周期短的特点。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

基于FPGA的电子侦察信号参数高精度测量方法，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进行分帧处理，对每帧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冲宽度、脉冲重复周期、脉冲到达时间、信号频率和信号幅度。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明摒弃了之前时域法进行脉冲检测的方法，而采用频域检测方法。频域检测将时间窗内的信号能量积累到对应频点，将获得频域处理增益，提升频域的信噪比，有利于大动态范围内准确的检测信号。