[发明专利]一种基于FPGA的实时产生混沌雷达发射信号系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的混沌雷达发射信号实时产生系统及方法，所述系统包括：基带IQ路波形产生模块、DAC模块、IQ调制器、发射上变频模块和频率源；所述基带IQ路波形产生模块，通过FPGA实现，用于分别产生混沌雷达的基带I路和Q路波形数据；所述DAC模块，用于对基带I路和Q路波形数据分别进行数模转换，得到基带I路和Q路模拟波形；所述IQ调制器，用于对基带I路和Q路模拟波形结合中频本振信号进行IQ调制，产生中频混沌信号；所述发射上变频模块，用于对中频混沌信号和射频本振信号进行混频，产生射频混沌信号；所述频率源，用于提供FPGA的工作时钟，中频本振信号和射频本振信号。

技术领域

本发明涉及混沌雷达信号处理技术领域，特别涉及一种基于FPGA的实时产生混沌雷达发射信号系统及方法。

背景技术

噪声雷达采用随机或伪随机信号作为发射波形，目前已经应用于军事和民用等多个领域(参考文献[1]：专利CN104777461A，一种载频随机跳变的宽带混沌雷达信号产生方法及系统；参考文献[2]：Krzysztof Kulpa，Signal Processing in Noise WaveformRadar，ISBN：9781608076611)。

在噪声雷达中，随机或伪随机发射信号的产生是一项关键技术。相比于普通的热噪声信号，混沌信号更加容易产生和控制。混沌信号是一种由确定性系统产生的伪随机信号。混沌信号对初值非常敏感，初值的细微变化会导致后续信号差异巨大；而且混沌信号具有非周期和不可预测的特点。采用混沌信号作为雷达的发射信号具有低截获概率特性、有效的频谱利用等优势。

现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)具有大容量、高速度、高集成度等一系列优点，在雷达控制、数字信号处理等方面的应用也越来越多。因此，基于FPGA实时产生雷达发射所需的混沌信号将带来新的技术变革。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提出了一种基于FPGA的实时产生混沌雷达发射信号系统及方法。

为了实现上述目的，本发明提出了一种基于FPGA的混沌雷达发射信号实时产生系统，所述系统包括：基带IQ路波形产生模块、DAC模块、IQ调制器、发射上变频模块和频率源；其中，

所述基带IQ路波形产生模块，通过FPGA实现，用于分别产生混沌雷达的基带I路波形数据和基带Q路波形数据，并输入DAC模块；

所述DAC模块，用于对基带I路波形数据和基带Q路波形数据分别进行数模转换，得到基带I路模拟波形和基带Q路模拟波形，并输入IQ调制器；

所述IQ调制器，用于对基带I路模拟波形和基带Q路模拟波形结合中频本振信号进行IQ调制，产生中频混沌信号并输入发射上变频模块；

所述发射上变频模块，用于对中频混沌信号和射频本振信号进行混频，产生所需要的射频混沌信号；

所述频率源，用于提供FPGA的工作时钟，用于提供中频本振信号至IQ调制器，还用于提供射频本振信号至发射上变频模块。

作为上述系统的一种改进，所述基带IQ路波形产生模块包括：混沌序列产生器、带通滤波器、两个变频器和两个低通滤波；其中，两个变频器为并联，每个变频器和一个低通滤波器串联；

所述混沌序列产生器，用于产生混沌序列并输入带通滤波器；

所述带通滤波器，用于对混沌序列进行带通滤波处理，得到带限混沌序列并同时输入两个变频器；

所述两个变频器，用于对带限混沌序列进行数字下变频，得到两路正交的基带混沌信号，并分别输入各自串联的低通滤波器；

所述两个低通滤波器，用于对两路正交的基带混沌信号分别进行低通滤波处理，得到混沌雷达的基带I路波形数据和基带Q路波形数据。