一種基于fpga的點(diǎn)目標(biāo)振動微多普勒信號產(chǎn)生方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及模擬微波信號產(chǎn)生領(lǐng)域，特別涉及振動微多普勒調(diào)制信號模擬產(chǎn)生的 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，雷達(dá)目標(biāo)模擬器技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)比較成熟?，F(xiàn)在的大多數(shù)雷達(dá)目標(biāo)模擬器 可以模擬出目標(biāo)的徑向速度、RCS、距離、個(gè)數(shù)以及模擬假目標(biāo)和欺騙目標(biāo)等等。雷達(dá)目標(biāo)模 擬器的發(fā)展與應(yīng)用極大地方便了雷達(dá)系統(tǒng)的開發(fā)與研制。隨著人們對目標(biāo)微多普勒特性逐 漸深入研宄，發(fā)現(xiàn)分析目標(biāo)微多普勒特性可以成為一種新的雷達(dá)目標(biāo)識別的手段，基于不 同目標(biāo)的微運(yùn)動特性不同，可以利用雷達(dá)對目標(biāo)回波的微多普勒特性進(jìn)行分析，進(jìn)而辨別 不同目標(biāo)。但是現(xiàn)在的雷達(dá)目標(biāo)模擬器中都沒有產(chǎn)生相應(yīng)微多普勒信號的模塊，使得對能 夠進(jìn)行微多普勒特性檢測并分析的雷達(dá)系統(tǒng)的研制與開發(fā)造成了一定程度上的困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服雷達(dá)目標(biāo)模擬器在模擬目標(biāo)振動微多普勒特性的一些不足，本發(fā)明提出 一種能夠模擬目標(biāo)振動微多普勒特性的方法。該方法的實(shí)現(xiàn)模塊結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，能夠 靈活的調(diào)整參數(shù)，實(shí)時(shí)的模擬出目標(biāo)振動的微多普勒特性。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：總體路線為利用兩級C0RDIC子模 塊產(chǎn)生微多普勒調(diào)制信號，隨后對收到雷達(dá)信號或者自檢信號進(jìn)行微多普勒特性調(diào)制，從 而實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的。本發(fā)明是一種基于FPGA的點(diǎn)目標(biāo)振動微多普勒信號產(chǎn)生方法，該方法包 括：一個(gè)累加器，兩個(gè)C0RDIC模塊和一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊包括乘法器和除法 器；累加器用于根據(jù)目標(biāo)振動頻率產(chǎn)生相應(yīng)的相位，C0RDIC模塊1從累加器接收相位產(chǎn)生 相應(yīng)的正弦值，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊中的乘法器利用已有的目標(biāo)數(shù)據(jù)A(A的具體表達(dá)式在后 文的公式（2)中可見）和目標(biāo)振動頻率。兩個(gè)因子對C0RDIC模塊1產(chǎn)生的正弦值進(jìn)行數(shù) 據(jù)調(diào)整，再將調(diào)整結(jié)果通過除法器轉(zhuǎn)換為相位值，最后通過C0RDIC模塊2輸出微多普勒調(diào) 制信號。
[0005]所述累加器根據(jù)輸入的頻率字產(chǎn)生相應(yīng)的相位。
[0006]所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊中乘法器對C0RDIC模塊1產(chǎn)生的正弦值進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)整的方法 為將正弦值乘以A/fv，再利用除法器將截位后的乘法器結(jié)果除以31。
[0007]所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊中的乘法器利用的已有目標(biāo)數(shù)據(jù)包括：振動點(diǎn)目標(biāo)相對于雷達(dá) 的方位角和俯仰角、振動點(diǎn)目標(biāo)的振動方位角和俯仰角、振動幅度、振動頻率、雷達(dá)載波單 頻信號頻率。
[0008]本發(fā)明的有益效果是，可以根據(jù)振動微多普勒特性的不同靈活實(shí)時(shí)地調(diào)整參數(shù)模 擬出一定范圍內(nèi)不同的振動微多普勒特性。
【附圖說明】
[0009] 圖1為本發(fā)明一種基于FPGA的點(diǎn)目標(biāo)振動微多普勒信號產(chǎn)生方法的原理框圖；
[0010] 圖2為雷達(dá)與振動點(diǎn)目標(biāo)間的幾何關(guān)系；
[0011] 圖3為微多普勒調(diào)制信號實(shí)部時(shí)域MATLAB仿真圖；
[0012] 圖4為微多普勒調(diào)制信號虛部時(shí)域MATLAB仿真圖；
[0013] 圖5為單頻信號未被微多普勒調(diào)制時(shí)的MATLAB時(shí)頻分析圖；
[0014]圖6為單頻信號經(jīng)過多普勒調(diào)制以及微多普勒調(diào)制后的MATLAB時(shí)頻分析圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 如圖1，累加器用于根據(jù)輸入的頻率字產(chǎn)生相應(yīng)的相位，C0RDIC模塊1從累加器接 收相位產(chǎn)生相應(yīng)的正弦值。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊主要由乘法器和除法器組成，用以對正弦值進(jìn)行 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，形成相位值（A中包含了振動點(diǎn)目標(biāo)相對于雷達(dá)的方位角和俯仰角、振動點(diǎn)目標(biāo) 的振動方位角和俯仰角、振動幅度、振動頻率fv、雷達(dá)載波單頻信號頻率，A的具體公式表 示可見后文）。另外C0RDIC模塊2接收經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的值直接作為輸入所需的相位值，產(chǎn)生 微多普勒調(diào)制信號。
[0016] 如圖2,雷達(dá)位于空間固定坐標(biāo)系（X，Y，Z)原點(diǎn)，振動點(diǎn)目標(biāo)為P點(diǎn)在0點(diǎn)附近振 動。〇點(diǎn)參考坐標(biāo)系為（X'，Y'，Z')的原點(diǎn)，假設(shè)0點(diǎn)相對于雷達(dá)是靜止的，0點(diǎn)相對 于雷達(dá)的仰角為0，方位角為a。振動點(diǎn)目標(biāo)以頻率fv和振動振幅Dv，并且在參考坐標(biāo) 系中振動的方位角和俯仰角分別為ap和p，c為光速，為載頻f，振動點(diǎn)目標(biāo)引起的微多 普勒頻移為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于FPGA的點(diǎn)目標(biāo)振動微多普勒信號產(chǎn)生方法，該方法包括：一個(gè)累加器，兩 個(gè)CORDIC模塊和一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊包括乘法器和除法器；累加器用于根據(jù) 目標(biāo)振動頻率產(chǎn)生相應(yīng)的相位，CORDIC模塊1從累加器接收相位產(chǎn)生相應(yīng)的正弦值，通過 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊中的乘法器利用已有的目標(biāo)數(shù)據(jù)A和目標(biāo)振動頻率fv兩個(gè)因子對CORDIC 模塊1產(chǎn)生的正弦值進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)整，再將調(diào)整結(jié)果通過除法器轉(zhuǎn)換為相位值，最后通過 CORDIC模塊2輸出微多普勒調(diào)制信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于FPGA的點(diǎn)目標(biāo)振動微多普勒信號產(chǎn)生方法，其特征在 于所述累加器根據(jù)輸入的頻率字產(chǎn)生相應(yīng)的相位。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種基于FPGA的點(diǎn)目標(biāo)振動微多普勒信號產(chǎn)生方法，其特征在 于所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊中乘法器對CORDIC模塊1產(chǎn)生的正弦值進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)整的方法為將正 弦值乘以A/fv，再利用除法器將截位后的乘法器結(jié)果除以31。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種基于FPGA的點(diǎn)目標(biāo)振動微多普勒信號產(chǎn)生方法，其特征在 于所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊中的乘法器利用的已有目標(biāo)數(shù)據(jù)包括：振動點(diǎn)目標(biāo)相對于雷達(dá)的方位 角和俯仰角、振動點(diǎn)目標(biāo)的振動方位角和俯仰角、振動幅度、振動頻率、雷達(dá)載波單頻信號 頻率。
【專利摘要】該發(fā)明公開了一種基于FPGA的點(diǎn)目標(biāo)振動微多普勒信號產(chǎn)生方法，涉及模擬微波信號產(chǎn)生領(lǐng)域。該方法包括：一個(gè)累加器，兩個(gè)CORDIC模塊和一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊包括乘法器和除法器；累加器用于根據(jù)目標(biāo)振動頻率產(chǎn)生相應(yīng)的相位，CORDIC模塊1從累加器接收相位產(chǎn)生相應(yīng)的正弦值，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊中的乘法器利用已有的目標(biāo)數(shù)據(jù)A和目標(biāo)振動頻率fν兩個(gè)因子對CORDIC模塊1產(chǎn)生的正弦值進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)整，再將調(diào)整結(jié)果通過除法器轉(zhuǎn)換為相位值，最后通過CORDIC模塊2輸出微多普勒調(diào)制信號。可以根據(jù)振動微多普勒特性的不同靈活實(shí)時(shí)地調(diào)整參數(shù)模擬出一定范圍內(nèi)不同的振動微多普勒特性。
【IPC分類】G01S7-40
【公開號】CN104820214
【申請?zhí)枴緾N201510205150
【發(fā)明人】周云, 林杰, 李俊慧, 祖東輝, 鄒林
【申請人】電子科技大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月28日