[发明专利]基于FPGA的多普勒调频率估计方法

权利要求书

1.一种基于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。

2.根据权利要求1所述的多普勒调频率估计方法，其中所述步骤（5）的FFT处理和所述步骤（6）中的快速相关处理，都要调用FPGA中的FFT核，并将模式设置为Variable Streaming。

3.根据权利要求1所述的多普勒调频率估计方法，其中所述步骤（5）的FFT工作方式设置为正序输入、反序输出。

4.根据权利要求1所述的多普勒调频率估计方法，其中所述步骤（6）的快速相关处理用到的FFT工作方式设置为反序输入、正序输出，IFFT工作方式设置为正序输入、正序输出。

5.根据权利要求1所述的多普勒调频率估计方法，其中所述步骤（2）的对方位向数据中功率进行排序操作，是用基于“冒泡排序”方法通过控制状态机以及对FPGA内部两个RAM读写操作实现。

6.根据权利要求1所述的多普勒调频率估计方法，其中所述步骤（8）的对数据进行缓存、插值、最大值搜索，利用FPGA生成的RAM核实现缓存，通过计数器控制状态机进而使能RAM读操作完成插值，利用快速搜索方法通过控制三段式状态机实现最大值搜索。

7.根据权利要求1所述的多普勒调频率估计方法，其中所述步骤（8）的量化系数，是根据采样数据的脉冲重复频率和总相关向量R的位宽通过MATLAB软件生成。