[发明专利]一种基于FPGA多波形脉冲压缩算法的参数化工程实现

说明书

本发明提出一种基于FPGA多波形脉冲压缩算法的参数化工程实现，旨在解决脉冲压缩模块工程化，模块化，以及多波形脉冲压缩切换的问题。本发明充分利用了FFT和IFFT核可改变转换点数的特点，并结合脉冲压缩的流程，以及工程化的实际问题，即改变波形参数，就要去更改对应的FPGA代码，设计了一种多波形，并且可参数化配置的脉冲压缩结构，分别包含参数配置模块，FFT模块，系数相乘模块，IFFT模块，并进行了封装，能快速响应不同的功能需求。

技术领域

本发明属半定制集成电路技术领域，涉及一种基于FPGA多波形脉冲压缩算法的参数化工程实现方法。

背景技术

在现有体制雷达中，雷达作用距离和距离分辨率之间存在对立的关系，随着脉冲压缩技术的出现，在雷达发射端发射具有大时宽，长脉冲的线性调频LFM信号，可以保证足够的作用距离，而在接收端，采用脉冲压缩算法，获得窄脉冲以提高距离分辨率，从而解决了作用距离和距离分辨率之间的矛盾。在工程实现时，一般都是使用FPGA来实现脉冲压缩算法，在传统的脉冲压缩工程算法实现流程中，我们不能随意更改每帧数据的点数，也不能对波形实现实时的更改，这主要是由于脉冲压缩算法流程中，快速傅里叶变换FFT和逆快速傅里叶变换IFFT在进行运算时，它要求每种波形在该累计脉冲内，点数必须固定，如果要更换波形，就可能涉及到每帧数据点数的更改，以及匹配滤波系数即脉冲压缩系数的更改，而由于FPGA本身存在更改代码复杂，编译时间较长的特点，不能快速的实现该需求，而现代雷达要求能能快速的切换不同波形，因此需要一种可参数化配置的脉冲压缩工程化实现。

中国授权专利CN109375175B公开了一种支持多波形的雷达信号发射与接收系统及方法，其支持多波形的雷达信号发射与接收，该系统包括：FPGA模块、DSP模块组成；其中，FPGA模块包括波形发送模块、回波接收模块和芯片配置模块。具有控制灵活、扩展性强、适应度高等特点，利用波形之间的动态切换，提高系统抗干扰性，满足动目标快速跟踪、识别的要求。国际专利公开WO2020198470A1公开了一种软件限定的雷达系统，也采用了射频收发模块、模模拟数字转换模块、FPGA模块、DSP模块组成可执行脉冲控制和波形调节的雷达系统。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提出一种基于FPGA的脉冲压缩算法的参数化架构，通过该架构，可以快速实现不同项目，不同波形下的脉冲压缩算法的快速实现，即所有参数可通过外部设备直接输入，从而不用去重复更改FPGA代码。

本发明提出一种基于FPGA多波形脉冲压缩算法的一种基于FPGA多波形脉冲压缩算法的参数化脉冲压缩装置，所述的脉冲压缩装置包括依序连接的4个模块，参数配置模块，FFT模块，系数相乘模块，IFFT模块；所述的参数配置模块接收上位机发下来的脉冲参数，并将脉冲参数存入读写存储器中；所述的脉冲参数分别输入到FFT运算模块，系数相乘模块和IFFT运算模块，从而完成脉冲压缩，并将脉冲压缩结果传送到后续算法处理装置。

进一步，所述的脉冲参数包括但不限于FFT、IFFT点数、累积脉冲数、读写存储器RAM起始地址、脉冲压缩起始地址、匹配滤波系数、起始波位位置和该波位要发送的波形数量。

进一步的，所述的FFT运算模块封装时，对FFT IP核进行配置，设置转换运算长度为最大数据长度；累积的脉冲数FFT运算未结束，这些参数都不会随着参数配置的改变而改变，它会一直保持。

进一步的，所述的FFT运算模块封装前输入4个参数，其中FFT转换点数用来对FFTIP核进行配置，转换的累计脉冲用来判断是否把该波形的累计脉冲数都转换完成，波形起始位置和波形数量决定了脉冲波形形状；累积的脉冲数FFT运算未结束，这些参数不随着参数配置的改变而改变。

进一步的，所述的系数相乘模块配置参数包括脉冲压缩系数、脉冲压缩系数起始地址、累计脉冲，波形起始地址和波形数量。当参数进入后，需要进行参数保持，同FFT一样，在所有波形的累计脉冲没有转换完之前，这5个参数都不能改变。