[发明专利]基于单FPGA的雷达信号可变规模并行处理平台及方法

说明书

本发明公开了基于单FPGA的雷达信号可变规模并行处理平台及方法，该处理平台包括一个FPGA芯片，FPGA芯片上集成有数据协议处理模块、数字变频模块、DBF合成模块、雷达信号发射模块、雷达信号接收模块、雷达信号处理模块、目标检测模块和数据传输模块；雷达信号处理模块，用于根据基础参数，对雷达接收回波信号进行脉冲压缩处理，得到脉冲压缩处理结果并按行进行顺序存储；基于行列转换法对所述脉冲压缩处理结果进行列转换，并对列转换后的脉冲压缩处理结果进行相关积累处理，得到最终雷达信号处理结果。本发明既能满足小型化需求，又可提高雷达信号处理工作效率，还可根据实际需求灵活修改实现方案。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，具体涉及基于单FPGA的雷达信号可变规模并行处理平台及方法。

背景技术

现在主流雷达信号处理系统一般采用DSP+FPGA等嵌入式平台，一般而言FPGA平台完成雷达信号预处理流程，DSP完成目标检测、数量估计、目标航迹跟踪等数据处理流程。

现有的DSP+FPGA嵌入式雷达信号处理平台涉及多个芯片开发，整个系统复杂，难度较大，且设备体积及功耗受限，无法满足小型化需求。

发明内容

本发明目的在于提供基于单FPGA的雷达信号可变规模并行处理平台及方法，通过将雷达信号的处理集成到一个FPGA上，且结合DDR行列转换的设计实现并行处理；本发明既能满足小型化需求，又可提高雷达信号处理工作效率，还可根据实际需求灵活修改实现方案。

本发明通过下述技术方案实现：

第一方面，本发明提供了基于单FPGA的雷达信号可变规模并行处理平台，该处理平台包括一个FPGA芯片，所述FPGA芯片上集成有数据协议处理模块、数字变频模块、DBF合成模块、雷达信号发射模块、雷达信号接收模块和雷达信号处理模块；

数据协议处理模块，用于根据通信协议，将上位机下发的控制信息和配置信息解析为基础参数并发送至各个模块；

数字变频模块，用于根据数字变频参数进行配置，将从外部ADC采样获取的N路雷达回波信号进行数字下变频处理，得到N路雷达基带信号；

DBF合成模块，用于根据DBF参数进行配置，将N路雷达基带信号进行数字波束合成，得到M路数字合成信号；N、M均为正整数，且N大于M；

雷达信号发射模块，用于根据雷达发射控制参数进行配置，进行雷达信号发射控制；

雷达信号接收模块，用于根据雷达接收控制参数进行配置，结合M路数字合成信号进行雷达接收控制，并将雷达接收回波信号发送至雷达信号处理模块；

雷达信号处理模块，用于根据快速傅里叶变换FFT的长度和逆快速傅里叶变换IFFT的长度，对雷达接收回波信号进行脉冲压缩处理，得到脉冲压缩处理结果并按行进行顺序存储；基于行列转换法对所述脉冲压缩处理结果进行列转换，并对列转换后的脉冲压缩处理结果进行相关积累处理，得到最终雷达信号处理结果。

进一步地，所述基础参数包括数字变频参数、DBF参数、雷达发射控制参数、雷达接收控制参数、目标检测参数和雷达信号处理参数；

所述数字变频参数用于发送至数字变频模块；

所述DBF参数用于发送至DBF合成模块；

所述雷达发射控制参数用于发送至雷达信号发射模块；

所述雷达接收控制参数用于发送至雷达信号接收模块；

所述目标检测参数用于发送至目标检测模块；

所述雷达信号处理参数用于发送至雷达信号处理模块。

进一步地，所述发射控制参数包括发射脉冲宽度和发射周期；