基于FPGA IP核的线性调频信号脉冲压缩

2011-07-07 13:55:51来源: 互联网
    近年来,随着现场可编程门阵列(FPGA)在雷达信号处理中的广泛应用以及FPGA芯片技术的发展,为大家提供了一种较好解决数字脉压的途径。其中,利用IP核设计FPGA数字系统成为一种趋势,这些知识产权核可以大大简化FPGA的设计,加快设计速度,缩短研发周期,而且经过不断的优化,IP核具有了更好的精度和更快的运算速度,实际的工程应用效果很好。

  本文以此为出发点,对线性调频信号的脉冲压缩进行了研究,仿真,并提出了一种采用IP核设计脉冲压缩的方法。

  1 线性调频信号的脉冲压缩

  1.1 脉冲压缩的实现原理

  脉冲压缩可以采用“共轭滤波器对”的匹配滤波法和相关处理法。匹配滤波法对应于频域相乘,相关处理法对应于时域卷积。依据傅里叶变换理论:时域卷积等效于频域乘积。因此这两种方法是等效的,只是一种方法在频域实现,而另一种方法在时域实现。考虑到运算量,工程上一般采用频域法,可以利用快速FFT算法提高计算速度,然后将雷达回波与匹配滤波系数的频域响应相乘,再经过IFFT处理得到脉冲压缩结果。匹配滤波系数只与发射信号有关,预先可知,一般预先算好。

  1.2 线性调频信号的脉冲压缩

  一般在时宽带宽积BT>30时,可以近似认为线性调频信号具有矩形振幅频谱,因此其匹配滤波器也应该具有矩形带通振幅特性。线性调频信号的匹配滤波器的近似频率特性可描述为:

  

 

  可以看出,线性调频的脉冲压缩结果具有sine函数形状。主瓣宽度为1/B,第一旁瓣电平约为-13.2 dB。如果是多目标环境,较大的旁瓣会埋没附近的小目标信号,为了抑制旁瓣,可以采用加权技术。其实质就是对信号进行失配处理以抑制旁瓣,其副作用是使输出信号的主瓣降低并展宽。

  1.3 理论仿真

  

 

  设匹配滤波器的输入信号是线性调频I/Q基带信号,带宽为40 MHz,采样频率为100 MHz,脉冲宽度为6μs,信号幅度为1,通过Matlab对其进行脉冲压缩仿真。图1中是输入的I/Q基带信号波形以及脉压后的结果。从图中可以看到脉压后产生的窄脉冲,波形具有sine函数性质,除主瓣外,时间轴上还有延伸的一串副瓣;还可看出,经过海明加权后,第一副瓣比主瓣下降约40 dB,但主瓣宽度也有相应的展宽。如图2所示。

  2 脉冲压缩系统设计

  该系统的主要功能是对线性调频I/Q基带信号进行高速采集,然后在FPGA中实现线性调频信号的脉冲压缩,之后通过D/A变换器输出脉压结果,监测脉压后的波形。

[1] [2] [3]

关键字:调频信号  IP核  脉冲压缩

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2011/0707/article_2279.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
调频信号
IP核
脉冲压缩

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 

夏宇闻老师专栏

你问我答FPGA设计

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。

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved