基于FPGA的雷達數字脈沖壓縮技術(shù)
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FFT的每一級運算結束后，兩塊RAM功能互換，寫(xiě)使能變反，運算結束。RAM的每次輸出數據需經(jīng)過(guò)數據選擇模塊（datamux），該模塊由地址產(chǎn)生模塊輸出的當前級數信號Stage控制。本系統采用三種FFT模式：1024點(diǎn)、512點(diǎn)和256點(diǎn)，均采用同一旋轉因子ROM。根據FFT點(diǎn)數的不同，ROM的讀地址expaddr做相應的調整，這樣的設計也在很大程度上節省了芯片內的塊RAM資源。
3 系統性能
針對本雷達信號處理機對實(shí)時(shí)性和高精度的要求，我們設計研制出具有自主知識產(chǎn)權的高性能脈沖壓縮處理系統，該處理系統具有以下特點(diǎn)：
A 處理系統內部采用24位自定制浮點(diǎn)數據格式，能夠兼顧處理系統的資源占用和處理精度。數據輸入為定點(diǎn)數據格式，輸出為標準32位浮點(diǎn)數據格式。
B 處理系統工作時(shí)，需要依次完成FFT運算、復數乘法運算和IFFT運算。在進(jìn)行FFT和IFFT運算時(shí)，蝶形運算/乘法運算單元完成蝶形運算操作；在進(jìn)行復數乘法運算時(shí)，該單元完成乘法操作。這兩種操作在實(shí)際工程中分時(shí)實(shí)現，并且共享浮點(diǎn)數規格化處理硬件電路。
C 處理系統中進(jìn)行FFT/IFFT運算的長(cháng)度N（N＝2048、1024或512）由雷達信號處理機的控制信號決定。
D 內置三組數據存儲器（輸入數據RAM、同址運算RAM、輸出數據RAM），保證處理系統能全速運行，提高該處理系統的處理能力。
E 旋轉因子（N=1024時(shí)的FFT運算旋轉因子）以上電初值的形式存儲在FPGA片內存儲器中。當N=512、256時(shí)，其旋轉因子從N=1024的旋轉因子中抽取得到。N點(diǎn)IFFT的旋轉因子由N點(diǎn)FFT的旋轉因子取共扼得到。實(shí)驗結果
本雷達信號處理機存在三組時(shí)間—帶寬指標，分別對其進(jìn)行理論仿真和實(shí)際輸出結果對照，其結果如圖4、圖5和圖6所示。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/151248.htm
圖4 1024點(diǎn)脈沖壓縮狀態(tài)FPGA計算結果與MATLAB計算結果對比圖
圖5 512點(diǎn)脈沖壓縮狀態(tài)FPGA計算結果與MATLAB計算結果對比圖
圖6 256點(diǎn)脈沖壓縮狀態(tài)FPGA計算結果與MATLAB計算結果對比圖
圖4至圖6分別對應時(shí)寬為60μs、20μs、6μs，帶寬均為5M的線(xiàn)性調頻信號。其中，左圖對應MATLAB的計算結果，右圖為FPGA芯片的輸出結果?？梢钥吹?，FPGA芯片的輸出結果和MATLAB仿真結果吻合。經(jīng)測試驗證結果良好，最大誤差不超過(guò)-76db，在內部時(shí)鐘頻率80MHz條件下，完成1024點(diǎn)FFT 運行時(shí)間為146μs ，滿(mǎn)足了雷達系統實(shí)時(shí)處理要求，達到了滿(mǎn)意的效果。
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