基于FPGA参数关联比较器的预分选器设计

2011-01-15 15:25:30来源: 电子设计工程

  引言

  现代电子战环境日趋复杂,信号日趋密集,新体制雷达不断出现,雷达信号的各个参数以各种规律变化,因而从密集复杂的信号环境中分选和识别各种新体制雷达信号就成了电子战信号处理的一大难题。为了满足电子支援措施(ESM)实时信号分选的需要,对处理器的处理时间提出了较高的要求:不仅要求处理器的硬件结构具有良好的设计和可不断优化的空间,而且要求器件有较高的集成性,这些已成为不可忽视的因素。经过对相关器件的深入分析和研究,本文采用高速现场可编程门阵列器件(FPGA)替代中小规模集成芯片来设计三参数关联比较器,从而实现预分选器设计。

  1 基于关联比较器的信号预分选原理

  关联比较器技术对高密度信号环境下的硬件预分选有着积极和重要的意义。关联比较器用于信号预分选的思路源于传统信号处理方法中的辐射源参数匹配方法。目前,电子战系统中对雷达信号实时分选可利用的信息仍然是雷达信号的五大参数:载频(RF)、脉宽(PW)、到达方位(DOA)、到达时间(TOA)、脉幅(PA)。其中RF一般集中在若干离散的频率点上,聚敛性好,因此是侦察信号处理中最重要的特征之一;DOA取决于雷达和侦察机的相对方位角,当雷达与侦察机之间没有相对运动时,DOA为常数,存在相对运动时,DOA变化缓慢,该参数不受雷达信号本身影响,也是侦察信号处理中最重要的特征之一;由于雷达信号PW本身比较稳定,数值分布较集中,具有很好的平稳性和聚敛性,因此也可以作为分选特征之一;由于影响PA的因素太多,使PA的平稳性较差,可信度不高,一般不作为分选依据;而TOA一般作为主处理器的主要分选、识别参数,一般也不作为预处理分选依据。因此从理论上讲预处理可利用的有3个参数:RF,PW,DOA。

  分选系统的框图如图1所示,脉冲分选分为预分选和主分选两部分,预分选为RF,PW,DOA三参数联合分选,由FPGA完成;主分选为重频(PRI)分选,由DSP完成。

  根据RF,PW,DOA构成的三参数关联比较器原理如图2所示。每部雷达信号在空间占据一个小盒,小盒的中心坐标可以认为是雷达参数,小盒的尺寸取决于参数容差,这与接收机的测量精确度有关。只要测量达到一定精确度,选取合适的容差范围,就可以对此小盒内的脉冲进行去交错,最后确定脉冲序列的存在。

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关键字:FPGA  预分选器  关联比较器

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2011/0115/article_1540.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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