【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于不同雷达波形的回波匹配，具体涉及一种基于fpga的脉冲多普勒雷达的脉压系数调整系统。
技术介绍
1、pd雷达若要变换发射的波形，会修改相应的配置参数，比如，线性调频信号、发射波形的重复周期、脉冲宽度和脉冲积累数等。其中若涉及到修改线性调频信号的，必定会影响到后续在fpga中实现的pd雷达的信号处理流程。雷达系统，也采用了射频收发单元、模模拟数字转换单元、fpga单元、dsp单元组成可执行脉冲控制和波形调节的雷达系统。
2、一般情况下，在保持线性调频信号不改变时，常常采用的方案是将与线性调频信号相对应的匹配系数固化到rom中。但这种方案只能适用于线性调频信号单一的pd雷达系统，不利于系统的自适应化。当需要使用新的波形时，需要重新设计波形和脉压匹配系数以及重新编译代码，如此增加了工作量与时间消耗。因此，设计一种基于fpga的pd雷达脉压匹配系数自适应装置很有意义。二次雷达与一次雷达同步发展，但是与一次雷达利用目标散射雷达发射的电磁波对其进行探测定位的机理不同，二次雷达通过询问机发射的电磁波对目标进行询问，目标收到询问后，进行相应应答的方式，从而实现对目标的探测定位。一般地，在二次雷达系统安装完毕后，会对系统的和差链路进行校正一次，此后不再进行校正。二次雷达采用单脉冲测角，对和差通道具有严格的相位要求，但是在实际使用过程中，随着器件老化，环境变化，热噪声等因素，会导致接收通道的特性发生变化，和差通道的相位发生急剧变化，这对采用单脉冲测角的来说非常致命，测角不准，精度差，无法满足日常使用的要求，需要重新进行校正
3、中国专利公开cn114114175a公开了一种基于fpga的二次雷达自适应校准方法，包括如下步骤：fpga从接收到的中频数据中识别出校准脉冲并对其进行采样，计算采样后和差通道校准脉冲的幅度和相位，然后计算通道间的幅度差和相位差，获得通道校正值，将所述通道校正值用于幅度、相位补偿，实现基于fpga的二次雷达自适应校准。在通道特性发生变化时，能通过自适应修正的方式，对通道特性进行自适应修正补偿，从而提高二次雷达的系统测角精度。然而，其存在的缺陷是，目前二次雷达传统通道校准方法是在系统开机时进行一次通道校准，直接将校准补偿结果应用于通道中，此后不再进行校准，现有系统缺少自适应性修正功能在实际使用过程中，随着环境温度变化，接收机的和差通道发生特性变化，从而导致通道失衡，影响测角精度。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于fpga的脉冲多普勒雷达的脉压系数调整系统，该系统实现脉冲压缩最优信号处理，降低噪声的积累。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种基于fpga的脉冲多普勒雷达的脉压系数调整系统，包括射频前端单元、模拟数字转换器、数字频率合成器、时序控制器、脉冲信号匹配系数生成器和信号处理器；
4、天线接收的雷达信号回波输入到射频前端单元降频处理后输入到模拟数字转换器；
5、所述模拟数字变换器包括多个第一模拟数字变换单元和第二模拟数字变换单元；所述多个第一模拟数字变换单元对射频前端单元输出的下变频中频信号执行模拟数字变换和实时信号采集；采集所生成的数字中频信号输入到信号处理器；
6、所述第二模拟数字转换单元的输入连接到所述数字频率合成器的输出端，所述第二模拟数字转换单元对所述数字频率合成器输出的线性调频信号执行数字模拟转换和信号采集，生成的线性调频数字采集信号输入到脉冲信号匹配系数生成器；
7、所述时序控制器生成天线和射频前端单元的收发控制信号及系统时钟信号，以控制射频前端单元对1路线性调频信号执行上变频并通过天线发射时，所述1路线性调频信号同时被所述第二模拟数字转换单元执行模拟数字转换和采集；
8、所述脉冲信号匹配系数生成器根据所述第二模拟数字转换单元的输出生成匹配系数；
9、所述信号处理器执行数字下变频及处理脉冲压缩信号。
10、所述射频前端单元通过射频器件构成，射频器件构成所述射频前端单元；
11、所述模拟数字转换器、数字频率合成器、时序控制器、脉冲信号匹配系数生成器和信号处理器由fpga制成；所述第一模拟数字变换单元与和第二模拟数字变换单元分别设置在一个独立的fpga上。两个变换单元分别在两个fpga上，可能通过fpga衬底产生的干扰或频率牵涉最小。
12、所述数字频率合成器根据雷达的不同波形配置产生预定频率变化的线性调频信号，所述预定频率变化的线性调频信号经由所述第二模拟数字转换单元执行模拟数字变换输入到所述脉冲信号匹配系数生成器生成最佳匹配系数，使雷达接收机对每次接收的回波达到最佳匹配。
13、所述时序控制器生成时钟脉冲信号，所述时钟脉冲信号注入脉冲信号匹配系数生成器、数字频率合成器和模拟数字变换器，提供时序控制基准。
14、所述时序控制器根据雷达的不同波形配置的波形参数生成与所述波形参数对应的系统时序变化。
15、所述脉冲信号匹配系数生成器将所生成的匹配系数提供给信号处理器。
16、所述脉冲信号匹配系数生成器将接收第二模拟数字变换单元输出的数字采样信号进行一次数字下变频处理，再做一次fft变换，变换后的信号进行共轭复数变换，得到当前参数配置下的匹配滤波系数。
17、所述信号处理器接收数字中频信号，对所述数字中频信号执行下变频和脉冲压缩信号处理，根据脉压匹配系数生成单元所产生的脉压匹配系数与下变频之后的信号进行匹配滤波处理。
18、在雷达发射阶段，所述射频前端单元将数字频率合成器生成的线性调频信号进行上变频处理以生成射频信号通过天线辐射；
19、在雷达接收阶段，所述射频前端单元将天线接收到的雷达回波信号执行下变频处理，变换成多路第一中频信号，每1路第一中频信号输入到多个第一模拟数字变换单元的1个单元执行模拟数字变换。
20、所述时序控制器生成采集线性调频信号的时序同时提供所述多个第一模拟数字变换单元和第二模拟数字变换单元。
21、所述模拟数字转换器、数字频率合成器、时序控制器、脉冲信号匹配系数生成器和信号处理器由至少二个fpga制成。
22、本专利技术的有益效果：
23、本专利技术通过对数字频率合成器输出不同的线性调频信号自适应匹配不同的脉压匹配系数，实现脉冲压缩最优信号处理，降低噪声的积累。此外，节省了波形设计以及代码重构的时间，大幅提升了设计的效率。
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1.一种基于FPGA的脉冲多普勒雷达的脉压系数调整系统，其特征在于，包括射频前端单元、模拟数字转换器、数字频率合成器、时序控制器、脉冲信号匹配系数生成器和信号处理器；
2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的脉冲多普勒雷达的脉压系数调整系统，其特征在于，所述射频前端单元通过射频器件构成；
3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的脉冲多普勒雷达的脉压系数调整系统，其特征在于，所述数字频率合成器根据雷达的不同波形配置产生预定频率变化的线性调频信号，所述预定频率变化的线性调频信号经由所述第二模拟数字转换单元执行模拟数字变换输入到所述脉冲信号匹配系数生成器生成最佳匹配系数，使雷达接收机对每次接收的回波达到最佳匹配。
4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的脉冲多普勒雷达的脉压系数调整系统，其特征在于，所述时序控制器生成时钟脉冲信号，所述时钟脉冲信号注入脉冲信号匹配系数生成器、数字频率合成器和模拟数字变换器，提供时序控制基准。
5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的脉冲多普勒雷达的脉压系数调整系统，其特征在于，所述时序控制器根据雷达
6.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的脉冲多普勒雷达的脉压系数调整系统，其特征在于，所述脉冲信号匹配系数生成器将所生成的匹配系数提供给信号处理器；
7.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的脉冲多普勒雷达的脉压系数调整系统，其特征在于，所述信号处理器接收数字中频信号，对所述数字中频信号执行下变频和脉冲压缩信号处理，根据脉压匹配系数生成单元所产生的脉压匹配系数与下变频之后的信号进行匹配滤波处理。
8.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的脉冲多普勒雷达的脉压系数调整系统，其特征在于，在雷达发射阶段，所述射频前端单元将数字频率合成器生成的线性调频信号进行上变频处理以生成射频信号通过天线辐射；
9.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的脉冲多普勒雷达的脉压系数调整系统，其特征在于，所述时序控制器生成采集线性调频信号的时序同时提供所述多个第一模拟数字变换单元和第二模拟数字变换单元。
10.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的脉冲多普勒雷达的脉压系数调整系统，其特征在于，所述模拟数字转换器、数字频率合成器、时序控制器、脉冲信号匹配系数生成器和信号处理器由至少二个FPGA制成。
...【技术特征摘要】
1.一种基于fpga的脉冲多普勒雷达的脉压系数调整系统，其特征在于，包括射频前端单元、模拟数字转换器、数字频率合成器、时序控制器、脉冲信号匹配系数生成器和信号处理器；
2.根据权利要求1所述的一种基于fpga的脉冲多普勒雷达的脉压系数调整系统，其特征在于，所述射频前端单元通过射频器件构成；
3.根据权利要求1所述的一种基于fpga的脉冲多普勒雷达的脉压系数调整系统，其特征在于，所述数字频率合成器根据雷达的不同波形配置产生预定频率变化的线性调频信号，所述预定频率变化的线性调频信号经由所述第二模拟数字转换单元执行模拟数字变换输入到所述脉冲信号匹配系数生成器生成最佳匹配系数，使雷达接收机对每次接收的回波达到最佳匹配。
4.根据权利要求1所述的一种基于fpga的脉冲多普勒雷达的脉压系数调整系统，其特征在于，所述时序控制器生成时钟脉冲信号，所述时钟脉冲信号注入脉冲信号匹配系数生成器、数字频率合成器和模拟数字变换器，提供时序控制基准。
5.根据权利要求1所述的一种基于fpga的脉冲多普勒雷达的脉压系数调整系统，其特征在于，所述时序控制器根据雷达的不同波形配置的波形参数生成与所述波形参数对应的系统时序变...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴星雨，许录平，丁智青，卢鑫，阎博，张华，李小军，阎肃，田明昊，张佳宁，关润雨，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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