[发明专利]一种基于FPGA的高精度多普勒模拟装置及其实现方法在审

专利信息
申请号: 202011376970.3 申请日: 2020-11-30
公开(公告)号: CN112684422A 公开(公告)日: 2021-04-20
发明(设计)人: 张勇强;王志春;秦睢睢;陆晨阳;奚宏亚;张天恒 申请(专利权)人: 南京航天工业科技有限公司
主分类号: G01S7/40 分类号: G01S7/40
代理公司: 南京泰普专利代理事务所(普通合伙) 32360 代理人: 张磊
地址: 210000 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 fpga 高精度 多普勒 模拟 装置 及其 实现 方法
【权利要求书】:

1.一种基于FPGA的高精度多普勒模拟装置,其特征是包括:

电源部件,包括模拟电源模块和数字电源模块;

NOR FLASH部件,用于保存FPGA部件的程序;

ADC部件,用于输出采样信号至FPGA部件;

FPGA部件,根据中频采样信号和设定的多普勒模拟的相对速度,实现对数字中频信号的高精度多普勒模拟;

DAC部件,用于输出中频输出信号至变压器部件;

变压器部件,用于接受来自DAC部件的中频输出信号、并改善中频输出信号质量。

2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的高精度多普勒模拟装置,其特征在于:所述模拟电源模块和ADC部件、DAC部件、时钟部件和变压器部件连接,数字电源模块和NOR FLASH部件和FPGA部件连接;ADC部件输出给FPGA部件,与电源部件、变压器部件和FPGA部件相连;DAC部件接收FPGA部件的数字信号,与电源部件、变压器部件和FPGA部件相连;NOR FLASH部件与电源部件和FPGA部件相连;FPGA部件与时钟部件、ADC部件、电源组件和DAC部件相连;时钟部件与ADC部件和DAC部件相连;变压器部件分别与ADC部件和DAC部件相连。

3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的高精度多普勒模拟装置,其特征在于,所述电源部件将12V直流电压转换为整个系统的电压,分为两个模块,一个模拟电源模块和一个数字电源模块,模拟电源单元和ADC部件、DAC部件、时钟部件及变压器部件连接,数字电源单元和NOR FLASH部件和FPGA部件连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的高精度多普勒模拟装置,其特征在于,所述NOR FLASH部件将FPGA部件的程序保存,上电时根据FPGA部件的自举电路读写程序,与电源部件和FPGA部件相连;

所述ADC部件将两路变压器部件输入的中频输入信号进行2.5GSPS采样,输出给FPGA部件,与电源组件和FPGA部件相连;

所述FPGA部件根据中频采样信号和设定的多普勒模拟的相对速度,实现对数字中频信号的高精度多普勒模拟,与ADC部件、DAC部件、电源部件和NOR FLASH部件相连。

所述DAC部件将两路2.5GSPS数字信号转化为中频输出信号,输出给变压器部件,与电源组件和FPGA部件相连。

5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的高精度多普勒模拟装置,其特征在于,所述FPGA部件单元的程序设计采用流水线结构的低耦合高内聚的模块单元,包括ADC配置单元、DAC配置单元、sinc内核单元和时域重采样单元,在所述FPGA部件内,ADC配置单元与时域重采样单元相连,时域重采样单元与sinc内核单元和DAC配置单元同时相连。其中,ADC配置单元对所述ADC部件的寄存器配置并对中频输入进行2.5GSPS采样,时域重采样单元完成对数字采样进行高精度多普勒模拟,DAC配置单元对所述DAC部件的寄存器配置并将多普勒模拟数字信号转换为DAC部件的所需的数据格式。

6.根据权利要求5所述的一种基于FPGA的高精度多普勒模拟装置,其特征在于,所述sinc内核单元基于内核截断点数nkn=8设置查表ROM的地址的最大值,并基于输入地址查表得出sinc函数值。

7.一种基于FPGA的高精度多普勒模拟装置实现方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤1、设备上电后,ADC配置单元完成对所述ADC部件中两路2.5GSPS配置,使所述ADC部件对中频输入2.5GSPS正常采样得到y(n);所述DAC配置单元完成对所述DAC部件2.5GSPS配置;

步骤2、ADC部件正常工作以后,FPGA部件接收所述ADC部件采集到的2.5GSPS信号,基于sinc内核单元得到sinc函数值,并通过时域重采样单元对采样信号进行高精度多普勒模拟得到yr(mk);

步骤3、DAC配置单元对高精度多普勒模拟2.5GSPS数字信号yr(mk)进行中频输出。

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