[发明专利]一种基于CORDIC算法的雷达模拟信号获取方法

说明书

本发明公开了一种基于CORDIC算法的雷达模拟信号获取方法，包括如下步骤：选择CORDIC算法处于圆周系统的旋转模式，假设初始输入向量为(x₀,y₀)，旋转角度为z₀，旋转基为θ_i，旋转方向为δ_i，迭代次数为N，输出向量为(x_N+1,y_N+1)；假设所述输出向量的函数自变量值为按照下式进行迭代运算，得到函数因变量值B_k；利用函数因变量值B_k，得到迭代运算结果(x_N+1,y_N+1)：若k≥N时，迭代运算结束，输出本次迭代运算结果并存储。本发明从算法迭代方程本身的特点入手，对其进行组合，进而从中得到一种具有兼顾运算速度资源消耗的优化算法结构，实现速度与面积两大要素的均衡；本发明对迭代单元进行组合以减少算法实现的迭代次数，从而达到兼顾运算速度资源消耗的算法实现结构优化目的。

技术领域

本发明属于数字信号硬件处理领域，特别涉及各类超越函数的实时硬件实现在雷达信号处理器领域的应用。

背景技术

CORDIC算法是一种迭代算法，最初由J.E.Volder提出，后由J.S.Walther利用统一的运算模式对原算法进行扩展以实现多种超越函数。CORDIC算法的基本原理是:用一组固定基数预设基本角度的线性组合实现对平面矢量所要求旋转角度的逼近，即将要求的大角度旋转分解为多次小的基本角度旋转。选取特定的基本角度可以使每次矢量以基本角度值旋转后，可以通过简单的移位和加法操作来完成新矢量坐标值的计算，这使得超越函数的实现只需进行简单的移位和加减运算，而不必使用昂贵的乘法器。因此可极大的节约硬件资源，提高运算速度。

资源消耗的减少和运算速度的提高一直以来都是硬件设计人员的追求，然而事实本身的规律性却指出，以设计出具有最少资源消耗和最高运算速度的算法结构为目标的系统设计是不可实现的。所以在实际的系统设计中要综合考虑到算法实现的速度和硬件资源消耗的限制以及精度要求，在设计成本和性能之间寻找平衡点，以选择适合现实需求的算法实现结构，完成现实可实现范围内最优的系统设计。现有技术在进行硬件系统设计时，通常通过基本运算单元的复用，牺牲部分运算速度的优势以节约部分资源消耗，反之通过各基本单元的并行运算实现运算速度的提高，当然这一结构也会消耗更多的硬件资源。

当前，多用途雷达信号模拟器广泛采用以标准正弦信号为基础，通过对其进行各类调制(调幅、调频、移相、编码等)生成特定复杂信号(线性调频信号、相位编码信号和脉冲调制信号中的一种或者两种以上信号)，用做后续新型雷达研制中各类测试信号。同时，测试信号的另一重要成分噪声/杂波信号(统计特性一般呈瑞利分布)也可通过对标准正弦信号的变换而得到，且该方法在长期的实践过程中展示了其良好的有效性和可靠性。由此可以看出，高效可靠地在硬件平台上生成正弦信号在基础雷达设备测试与研究中具有重要地位。CORDIC算法的出现与应用使研究者不再局限于资源占用多且精度有限的查找表法，而可以把更多精力投入到更高性能信号生成的研究中去。

发明内容

针对上述存在无法兼顾同时优化运算速度与资源消耗的问题，本发明提出了如下所述的技术方案：

一种CORDIC算法，该算法选择CORDIC算法处于圆周系统的旋转模式，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，设定初始输入参数(x₀,y₀)＝(1/K,0)，旋转角度按照(式1)、(式2)、(式3)和(式4)进行迭代运算，若k≥[(N-1)/2]时，迭代运算结束，输出向量(x_[(N-1)/2],y_[(N-1)/2])：

z_i+1＝z_i-δ_iθ_i (式1)