[发明专利]基于FPGA的多普勒调频率估计方法

摘要

本发明公开了一种基于FPGA的多普勒调频率估计的实现方法，主要解决现有技术估计多普勒调频率系统结构复杂、功耗大、效率低的问题。其实现方法是：对输入二维数据各距离单元求功率和，并将输入二维数据存入外接存储器中；对各距离单元的功率和进行冒泡排序，建立索引向量；根据索引向量从外接存储器中读出各距离单元数据；将各距离单元数据划分为前孔径数据和后孔径数据，并对其进行FFT和取模操作，得到两路频谱数据；将两路频谱数据同步后作快速相关处理，得到相关向量R(i)；对R(i)累加求和得到总相关向量R；根据R计算出多普勒调频率。本发明降低了系统结构复杂度，减少系统功耗，提高多普勒调频率估计的处理速度，可用于合成孔径雷达实时成像处理。

主权项

一种基于FPGA的多普勒调频率估计方法，包括如下步骤：（1）将经过距离脉压、徙动校正后的二维数据按距离单元方位连续地送入FPGA，对逐个距离单元的方位连续数据求功率和，得到每个距离单元的总功率，并将该二维数据直接存入外接存储器DDRII SDRAM中；（2）将得到的距离单元总功率数据进行冒泡排序，得到距离单元数据在二维数据中按功率强弱排序的位置，建立索引向量，并将其存入FPGA内部的RAM模块中供后续操作使用；（3）对于外接存储器DDRII SDRAM中存储的二维数据，以RAM中存储的位置索引值为基地址，按照距离单元总功率递减的顺序，依次通过FPGA读出32个距离单元数据；（4）对于每次读出的单个距离单元数据，将其沿方位向划分为前孔径数据和后孔径数据，并分别对前孔径和后孔径两组数据进行后端补零；（5）将补零后的两组数据分别进行FFT处理和取模操作，并将处理结果缓存在FPGA的FIFO缓冲器中；（6）从FIFO缓冲器中读出经过FFT处理和取模操作的两组数据，确保两组数据同步，并对前孔径数据和后孔径数据进行快速相关处理，得到相关向量R(i),i＝1,2,3……32；（7）利用状态机实现循环操作，对从外接存储器DDRII SDRAM中读出的32个距离单元数据分别进行步骤（4）～（6）操作，将得到的相关向量进行累加求和，得到总相关向量R；（8）对总相关向量R进行最大值搜索，得到总相关向量R最大值所在位置pos，即位置偏移的整数部分；根据最大值所在位置pos，得到最大值及左右相邻的两个数，并对该最大值及其相邻的两个数进行插值运算，得到位置偏移的小数部分；将位置偏移的整数部分和小数部分相加，再将相加结果与成量化系数相乘，得到最终的多普勒调频率估计值。