【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及4ghz瞬时带宽的基带处理单元和雷达信号处理方法，属于雷达信号处理。
技术介绍
1、雷达技术自诞生以来，在军事、航空、气象、交通等领域得到广泛应用。雷达通过发射和接收电磁波来探测目标的位置、速度和其他特性，具有全天候、远距离、高精度的探测能力。随着电子技术和计算机技术的进步，雷达技术不断发展，从早期的模拟信号处理逐步演变为现代的数字信号处理，显著提升了雷达系统的性能和功能。现代雷达系统需要处理越来越宽的信号带宽，以提升探测精度和分辨率。
2、结合4g技术的带宽优势，雷达系统能够在更宽的频谱范围内进行信号处理，提升目标检测和识别能力。然而，将4g带宽应用于雷达信号处理面临诸多技术挑战，如数据量巨大、处理实时性要求高等。目前，雷达信号处理技术和4g基带处理技术在各自领域取得了显著进展，但在将两者结合时仍存在以下不足，1.数据处理能力不足：现有的基带处理单元在面对4g带宽的雷达信号时，处理能力有限，难以满足实时性和高精度的要求。2.硬件资源消耗高：高宽带雷达信号处理需要高性能硬件支持，现有技术在硬件资源的利用率上存在不足，导致系统功耗和成本增加。3.系统集成复杂：将4g基带处理技术应用于雷达系统，涉及到不同
的复杂集成，现有方案缺乏灵活性和可扩展性，难以适应多样化的应用需求。
3、为此，亟需开发一种数据处理能力好、系统功耗和成本低和系统集成简单的方案。
技术实现思路
1、针对上述技术不足，本专利技术提出了一种用于处理4g带宽雷达信号的基带处理单
2、本专利技术的第一个目的是提供一种4ghz瞬时带宽的基带处理单元，所述基带处理单元包括信号处理板和信号采集板，其中，所述信号处理板包括fpga模块、高速带宽dac模块、第一电源模块、接口模块；所述信号采集板包括高速带宽adc模块、第二电源模块。
3、其中，所述基带处理单元的工作原理是高速带宽adc模块采集雷达信号，fpga模块接收到高速带宽adc模块的数据，并将接收到的数据经过处理后输出到高速带宽dac模块，所述第一电源模块和第二电源模块分别为信号处理板和信号采集板供电。
4、在一种实施方式中，所述fpga模块是信号处理的核心单元，使用软件无线电技术处理接收到的数据，具体的处理步骤包括：
5、数字信道化：利用多相滤波算法将宽带信号划分为多个窄带信道，以便于后续处理。
6、频率合成：使用直接数字合成(dds)技术，生成高精度、低相位噪声的本地振荡信号，用于频率转换和信号调制解调。
7、数字下变频：将输入的射频信号与数字本地振荡信号相乘并抽取得到低频基带信号。
8、数字信号处理：可编程软件代码执行数字解调和调制。
9、数字测频：使用cordic算法进行频率测量，获得信号的频率信息。
10、在一种实施方式中，所述fpga模块中包括pga芯片和flash存储芯片，高速带宽adc模块中包括高速带宽adc芯片，高速带宽dac模块包括高速宽带dac芯片。
11、在一种实施方式中，所述pga芯片和高速带宽adc芯片之间通过lvds接口连接，所述fpga芯片和高速宽带dac芯片之间通过lvds接口连接，所述fpga芯片用于接收高速宽带adc芯片的数据，并将接收的数据经过处理后输出到高速宽带dac芯片中，所述flash存储芯片用于fpga程序的存储。
12、在一种实施方式中，所述高速宽带adc芯片和高速宽带dac芯片最高转换速率达到9gsps(min)，输入信号带宽达到4ghz以上，且分辨率达到6位。
13、在一种实施方式中，所述电源模块，其特征在于，采用三级电源转换。
14、在一种实施方式中，所述fpga模块，其特征在于，所述fpga芯片包含了高达478k的逻辑单元。
15、在一种实施方式中，所述接口模块，其特征在于，包括jtag接口，射频端采用smp-j接头、控制端采用焊盘形式，由fpga的ttl控制。
16、本专利技术的第二个目的是提供一种雷达信号处理方法，所述处理方法包括一种4ghz瞬时带宽的基带处理单元。
17、本专利技术的优点和效果：
18、传统雷达信号处理单元通常依赖模拟存储技术，处理速度和存储容量受到限制，本专利技术基于数字射频存储技术(drfm)，包括高带宽射频信号的数字存储系统和可编程时间延迟模块。数字存储技术能够快速处理和存储大量射频数据，并通过可编程延迟实现灵活的信号处理。
19、本专利技术通过优化架构设计和算法，提高基带处理单元在处理4g带宽雷达信号时的数据处理能力，能够在高实时性和高精度的条件下处理大带宽信号。
20、传统雷达信号处理依赖硬件实现，模块功能固定，系统集成复杂且灵活性差，本专利技术采用软件无线电技术，将信号处理功能实现软件化。包括数字信道化模块、频率合成器、数字信号处理器、数字测频器、数字下变频和上变频模块。软件无线电架构使系统更灵活，可根据需求动态调整功能，减少硬件模块使用，提高设计的灵活性和拓展性。
21、传统雷达信号处理系统设计通常体积较大，集成度低，难以实现小型化和标准化，本专利技术总体尺寸为84.5mm×47mm(长×宽)，且重量小于50g，实现了小型化、标准化、模块化设计，具有通用性好、模块化程度高、性能指标优、拓展能力强的特点，这样的设计使得系统不仅适用于各种应用场景，还便于制造和维护。
22、本专利技术提供的4ghz瞬时带宽的基带处理单元，可大幅减少硬件模块的使用，采用软件无线电设计理念，设计通用性好、模块化程度高、性能指标优的基带处理单元。
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1.4GHz瞬时带宽的基带处理单元，其特征在于，所述基带处理单元包括信号处理板和信号采集板，所述信号处理板包括FPGA模块、高速带宽DAC模块、第一电源模块、接口模块；所述信号采集板包括高速带宽ADC模块、第二电源模块。
2.根据权利要求1所述的基带处理单元，其特征在于，所述基带处理单元的工作原理是高速带宽ADC模块采集雷达信号，FPGA模块接收到高速带宽ADC模块的数据，并将接收到的数据经过处理后输出到高速带宽DAC模块，所述第一电源模块和第二电源模块分别为信号处理板和信号采集板供电。
3.根据权利要求1所述的基带处理单元，其特征在于，所述FPGA模块是信号处理的核心单元，使用软件无线电技术处理接收到的数据，具体的处理步骤包括：
4.根据权利要求1所述的基带处理单元，其特征在于，所述第一电源模块和第二电源模块均采用三级电源转换。
5.根据权利要求1所述的基带处理单元，其特征在于，所述接口模块包括JTAG接口，射频端采用SMP-J接头、控制端采用焊盘形式，由FPGA的TTL控制。
6.根据权利要求1所述的基带处理单元，其
7.根据权利要求6所述的基带处理单元，其特征在于，所述PGA芯片和高速带宽ADC芯片之间通过LVDS接口连接，所述FPGA芯片和高速宽带DAC芯片之间通过LVDS接口连接，所述FPGA芯片用于接收高速宽带ADC芯片的数据，并将接收的数据经过处理后输出到高速宽带DAC芯片中，所述FLASH存储芯片用于FPGA程序的存储。
8.根据权利要求6所述的基带处理单元，其特征在于，所述高速宽带ADC芯片和高速宽带DAC芯片最高转换速率达到9Gsps(min)，输入信号带宽达到4GHz以上，且分辨率达到6位。
9.根据权利要求6所述的基带处理单元，其特征在于，所述FPGA芯片包含了478k的逻辑单元。
10.一种雷达信号处理方法，其特征在于，所述处理方法包括权利要求1-9任意一项所述的4GHz瞬时带宽的基带处理单元。
...【技术特征摘要】
1.4ghz瞬时带宽的基带处理单元，其特征在于，所述基带处理单元包括信号处理板和信号采集板，所述信号处理板包括fpga模块、高速带宽dac模块、第一电源模块、接口模块；所述信号采集板包括高速带宽adc模块、第二电源模块。
2.根据权利要求1所述的基带处理单元，其特征在于，所述基带处理单元的工作原理是高速带宽adc模块采集雷达信号，fpga模块接收到高速带宽adc模块的数据，并将接收到的数据经过处理后输出到高速带宽dac模块，所述第一电源模块和第二电源模块分别为信号处理板和信号采集板供电。
3.根据权利要求1所述的基带处理单元，其特征在于，所述fpga模块是信号处理的核心单元，使用软件无线电技术处理接收到的数据，具体的处理步骤包括：
4.根据权利要求1所述的基带处理单元，其特征在于，所述第一电源模块和第二电源模块均采用三级电源转换。
5.根据权利要求1所述的基带处理单元，其特征在于，所述接口模块包括jtag接口，射频端采用smp-j接头、控制端采用焊盘形式，由fpga的ttl控制。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李行琦，从梦龙，朱斌，
申请(专利权)人：无锡思恩电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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