一种双带宽中频线性调频脉冲信号产生方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种双带宽中频线性调频脉冲信号产生方法及系统，通过RAM初始化模块、基带信号产生模块、正交调制模块和带通滤波模块实现。RAM初始化模块对RAM进行初始化配置，将I、Q基带数据配置到RAM中；基带信号产生模块在时钟控制下对RAM进行读取，并进行数模转换，形成I、Q基带信号；正交调制模块分别对I、Q基带信号进行低通滤波处理，之后进行正交调制，形成正交调制信号；带通滤波模块根据带宽控制字生成相应的滤波参数，对正交调制信号进行带通滤波处理。本发明专利技术解决了常用的双带宽中频线性调频脉冲信号产生方法占用RAM资源多，且产生的双带宽中频LFM脉冲信号频谱质量较差的问题。 1

A dual bandwidth intermediate frequency chirp signal generation method and system

The invention discloses a method and system for generating double bandwidth if LFM pulse signal, which is realized by RAM initialization module, baseband signal generating module, orthogonal modulating module and bandpass filter module. The RAM initialization module initializes the RAM and configuring the I and Q baseband data to RAM; the baseband signal generation module reads the RAM under the control of the clock, and performs the digital mode conversion to form the I and Q baseband signals; the orthogonal modulating module carries out the low pass filtering processing of the I and Q baseband signals respectively, and then carries out orthogonal modulation, respectively. An orthogonal modulation signal is formed; the band pass filter module generates corresponding filter parameters according to the bandwidth control word, and carries out bandpass filtering for the orthogonal modulation signal. The invention solves the problem that the common double bandwidth if LFM pulse signal generation method takes up more RAM resources, and the frequency spectrum quality of the double bandwidth medium frequency LFM pulse signal is poor. One

【技术实现步骤摘要】
一种双带宽中频线性调频脉冲信号产生方法及系统
本专利技术涉及一种线性调频脉冲信号产生方法及系统，特别是一种双带宽中频线性调频脉冲信号产生方法及系统。
技术介绍
雷达设备工作时，根据带宽控制字分时产生两种带宽的中频线性调频LFM脉冲信号。常用的中频线性调频脉冲信号产生方法在产生两种带宽的中频LFM脉冲信号时，首先对RAM进行初始化配置，将两种带宽的I、Q基带数据配置到RAM中；对输入时钟进行锁定，分频产生时钟，时钟频率根据两种带宽中相对大的带宽值确定，工程上，一般选取带宽值的5倍作为时钟频率；在时钟控制下对RAM进行读取，并进行数模转换，形成I、Q基带信号；对I、Q基带信号进行低通滤波处理，之后进行正交调制，形成中频LFM脉冲信号；确定滤波参数，并对两种带宽的中频LFM脉冲信号进行带通滤波处理，滤波参数根据两种带宽中相对大的带宽值确定。由于在RAM初始化配置时，使用同一时钟频率将两种带宽的I、Q基带数据配置到RAM中，时钟频率根据两种带宽中相对大的带宽值确定，因此占用RAM资源较高；而在确定滤波参数，并对两种带宽的中频LFM脉冲信号对进行带通滤波处理时，使用了同一滤波参数，滤波参数根据两种带宽中相对大的带宽值确定，因此得到的双带宽中频LFM脉冲信号频谱质量较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种双带宽中频线性调频脉冲信号产生方法及系统，解决常用的中频线性调频脉冲信号产生方法占用RAM资源多，且产生的双带宽中频LFM脉冲信号频谱质量较差的问题。一种双带宽中频线性调频脉冲信号产生方法的具体步骤为：第一步搭建双带宽中频LFM脉冲信号产生系统双带宽中频LFM脉冲信号产生系统，包括：RAM初始化模块、基带信号产生模块、正交调制模块和带通滤波模块。RAM初始化模块的功能为：对RAM进行初始化配置，将I、Q基带数据配置到RAM中。基带信号产生模块的功能为：在时钟控制下对RAM进行读取，并进行数模转换，形成I、Q基带信号。正交调制模块的功能为：分别对I、Q基带信号进行低通滤波处理，之后进行正交调制。带通滤波模块的功能为：根据带宽控制字生成相应的滤波参数，对正交调制信号进行带通滤波处理。第二步RAM初始化模块对RAM进行初始化配置RAM初始化模块对RAM进行初始化配置，将I、Q基带数据x'I(n)和x'Q(n)配置到4块RAM中：对应于带宽1的I、Q基带数据x'I1(n)和x'Q1(n)配置到RAM1和RAM2中；对应于带宽2的I、Q基带数据x'I2(n)和x'Q2(n)配置到RAM3和RAM4中。利用数学公式和分别得到带宽1和带宽2基带复信号数据x1(n)和x2(n)。提取基带复信号数据x1(n)的实部xI1(n)和虚部xQ1(n)，提取基带复信号数据x2(n)的实部xI2(n)和虚部xQ2(n)。对xI1(n)、xI2(n)、xQ1(n)、xQ2(n)分别进行尺度变换：x'I1(n)＝xI1(n)·(K-1)+K，x'I2(n)＝xI2(n)·(K-1)+K，x'Q1(n)＝xQ1(n)·(K-1)+K，x'Q2(n)＝xQ2(n)·(K-1)+K，得到带宽1的I、Q基带数据x'I1(n)和x'Q1(n)。得到带宽2的I、Q基带数据x'I2(n)和x'Q2(n)。其中j表示ej[·]为复数形式；μ1、μ2分别为带宽1、带宽2的调频斜率，μ1＝B1/τ，μ2＝B2/τ，B1、B2分别为带宽1、带宽2信号的带宽，当带宽控制字W＝0时，选择带宽B1；当带宽控制字W＝1时，选择带宽B2，带宽1大于带宽2；n为时域点数索引值，n＝1,2,...,N；N为正交数据样本的宽度，N＝fs·τ，τ为脉冲宽度，fs为采样频率，当W＝0时，fs＝5·B1/2；当W＝1时，fs＝5·B2/2；K＝2m-1，K为尺度变换率，m为正交数据样本的分辨率。第三步基带信号产生模块进行数模转换基带信号产生模块在带宽控制字W＝0时，产生时钟1，时钟1频率fc1＝5·B1/2，在时钟1控制下，同时读取RAM1和RAM2；在带宽控制字W＝1时，产生时钟2，时钟2频率fc2＝5·B2/2，在时钟2控制下，同时读取RAM3和RAM4。对带宽1的I、Q基带数据x'I1(n)和x'Q1(n)进行数模转换，转换频率等于时钟频率，形成带宽1的I、Q基带信号xI1(t)和xQ1(t)，t为时间参数。对带宽2的I、Q基带数据x'I2(n)和x'Q2(n)进行数模转换，转换频率等于时钟频率，形成带宽2的I、Q基带信号xI2(t)和xQ2(t)。第四步正交调制模块分别对I、Q基带信号进行正交调制带宽控制字W＝0时，正交调制模块分别对带宽1的I、Q基带信号xI1(t)和xQ1(t)进行低通滤波处理：x'I1(t)＝LPF{xI1(t)}，x'Q1(t)＝LPF{xQ1(t)}，得到低通滤波处理后的I、Q基带信号x'I1(t)和x'Q1(t)，LPF{·}表示低通滤波运算，截止频率为B1/2。对低通滤波处理后的I、Q基带信号x'I1(t)和x'Q1(t)进行正交调制：x1(t)＝x'I1(t)cos(2πf0t)-x'Q1(t)sin(2πf0t)。f0为中频LFM脉冲信号的中心频率，x1(t)为带宽1的正交调制信号。带宽控制字W＝1时，正交调制模块分别对带宽2的I、Q基带信号xI2(t)和xQ2(t)进行低通滤波处理：x'I2(t)＝LPF{xI2(t)}，x'Q2(t)＝LPF{xQ2(t)}，得到低通滤波处理后的I、Q基带信号x'I2(t)和x'Q2(t)，截止频率为B2/2。对低通滤波处理后的I、Q基带信号x'I2(t)和x'Q2(t)进行正交调制：x2(t)＝x'I2(t)cos(2πf0t)-x'Q2(t)sin(2πf0t)，x2(t)为带宽2的正交调制信号。第五步带通滤波模块对正交调制信号进行带通滤波处理在带宽控制字W＝0时，带通滤波模块确定出带通滤波左相对下降3dB边频点f11＝f0-B1/2和带通右相对下降3dB边频点f12＝f0+B1/2，按照带通滤波左、右相对下降3dB的边频点f11和f12对带宽1的正交调制信号x1(t)进行带通滤波：x1'(t)＝BPF{x1(t)}，得到带通滤波后的中频LFM脉冲信号x1'(t)，其中BPF{·}表示带通滤波运算。在带宽控制字W＝1时，带通滤波模块带通滤波左相对下降3dB边频点f21＝f0-B2/2，带通右相对下降3dB边频点f22＝f0+B2/2，按照带通滤波左、右相对下降3dB的边频点f21和f22对带宽2的正交调制信号x2(t)进行带通滤波：x2'(t)＝BPF{x2(t)}，得到带通滤波后的中频LFM脉冲信号x2'(t)。至此，实现了双带宽中频线性调频脉冲信号的产生。本方法解决了常用的中频线性调频脉冲信号产生方法占用RAM资源多，且产生的双带宽中频LFM脉冲信号频谱质量较差的问题，经过各种试验验证，认为此种方法有效、可行。目前本方法已在雷达设备试验样机中得到验证，试验结果表明：占用FPGA中的RAM资源较少，且产生的双带宽中频LFM脉冲信号频谱质量较好，满足使用要求。具体实施方式一种双带宽中频线性调频脉冲信号产生方法的具体步骤为：第一步搭建双带宽中频LFM脉冲信号产生系统双带宽中频LFM脉冲信号产生系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双带宽中频线性调频脉冲信号产生方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

【技术特征摘要】
1.一种双带宽中频线性调频脉冲信号产生方法，其特征在于该方法的具体步骤为：第一步搭建双带宽中频LFM脉冲信号产生系统双带宽中频LFM脉冲信号产生系统，包括：RAM初始化模块、基带信号产生模块、正交调制模块和带通滤波模块；RAM初始化模块的功能为：对RAM进行初始化配置，将I、Q基带数据配置到RAM中；基带信号产生模块的功能为：在时钟控制下对RAM进行读取，并进行数模转换，形成I、Q基带信号；正交调制模块的功能为：分别对I、Q基带信号进行低通滤波处理，之后进行正交调制；带通滤波模块的功能为：根据带宽控制字生成相应的滤波参数，对正交调制信号进行带通滤波处理；第二步RAM初始化模块对RAM进行初始化配置RAM初始化模块对RAM进行初始化配置，将I、Q基带数据x'I(n)和x'Q(n)配置到4块RAM中：对应于带宽1的I、Q基带数据x'I1(n)和x'Q1(n)配置到RAM1和RAM2中；对应于带宽2的I、Q基带数据x'I2(n)和x'Q2(n)配置到RAM3和RAM4中；利用数学公式和分别得到带宽1和带宽2基带复信号数据x1(n)和x2(n)；提取基带复信号数据x1(n)的实部xI1(n)和虚部xQ1(n)，提取基带复信号数据x2(n)的实部xI2(n)和虚部xQ2(n)；对xI1(n)、xI2(n)、xQ1(n)、xQ2(n)分别进行尺度变换：x'I1(n)＝xI1(n)·(K-1)+K，x'I2(n)＝xI2(n)·(K-1)+K，x'Q1(n)＝xQ1(n)·(K-1)+K，x'Q2(n)＝xQ2(n)·(K-1)+K，得到带宽1的I、Q基带数据x'I1(n)和x'Q1(n)；得到带宽2的I、Q基带数据x'I2(n)和x'Q2(n)；其中j表示ej[·]为复数形式；μ1、μ2分别为带宽1、带宽2的调频斜率，μ1＝B1/τ，μ2＝B2/τ，B1、B2分别为带宽1、带宽2信号的带宽，当带宽控制字W＝0时，选择带宽B1；当带宽控制字W＝1时，选择带宽B2，带宽1大于带宽2；n为时域点数索引值，n＝1,2,...,N；N为正交数据样本的宽度，N＝fs·τ，τ为脉冲宽度，fs为采样频率，当W＝0时，fs＝5·B1/2；当W＝1时，fs＝5·B2/2；K＝2m-1，K为尺度变换率，m为正交数据样本的分辨率；第三步基带信号产生模块进行数模转换基带信号产生模块在带宽控制字W＝0时，产生时钟1，时钟1频率fc1＝5·B1/2，在时钟1控制下，同时读取RAM1和RAM2；在带宽控制字W＝1时，产生时钟2，时钟2频率fc2＝5·B2/2，在时钟2控制下，同时读取RAM3和RAM4；对带宽1的I、Q基带数据x'I1(n)和x'Q1(n)进行数模转换，转换频率等于时钟频率，形成带宽1的I、Q基带信号xI1(t)和xQ1(t)，t为时间参数；对带宽2的I...

【专利技术属性】
技术研发人员：段云鹏，
申请(专利权)人：北京遥感设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11