基于自定制浮点格式的频域脉冲压缩方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自定制浮点格式的频域脉冲压缩方法，包括：状态控制机、存储单元和和脉冲压缩计算单元；状态控制机包括存储状态控制单元和脉压状态控制单元；状态控制机根据控制参数调整工作模式，控制存储单元和脉冲压缩计算单元的工作状态：通过存储状态控制单元控制存储单元对输入数据和输出数据进行缓存；通过脉压状态控制单元控制脉冲压缩计算单元对输入数据进行脉冲压缩后输出；其中，脉冲压缩计算单元中的输入数据采用自定制浮点格式。本发明专利技术在脉冲压缩处理时，采用自定制浮点数据格式来改善处理器的动态范围和提高处理精度。

【技术实现步骤摘要】
基于自定制浮点格式的频域脉冲压缩方法
本专利技术涉及雷达
，尤其是一种基于自定制浮点格式的频域脉冲压缩方法。
技术介绍
脉冲压缩作为现代雷达的重要技术，有效地解决了距离分辨力与平均功率之间的矛盾，并在现代雷达中广泛应用。数字脉冲压缩的实现方法分为时域和频域两种。在时域的脉冲压缩是通过数字有限冲击响应(FIR)实现的，等效于求离散接收信号与发射波形离散样本之间的复相关运算，这种方法电路结构简单，实现方便，通常用于压缩比较小的情况下在频域脉冲压缩是通过快速傅里叶变换(FFT)实现的，是回波信号的FFT结果与匹配滤波器的FFT值相乘，然后对相乘结果作IFFT得到的。频域脉冲压缩对大时宽信号采用高效的FFT算法，大大的减少了运算量，可实现大压缩比和最佳性价比，但在小压缩比、距离单元数较大时，相对于时域脉冲压缩法成本较高，运算过程较复杂，因此，脉冲压缩的方案应根据实际的应用情况加以选择。FFT是离散傅立叶变换(DFT)的快速算，其基本思想在于，将原有的N点序列分解为两个或更多的较短的序列，这些短序列的DFT可重新组合成原序列的DFT，而总的运算次数却比直接的DFT运算少得多，从而达到提高速度的目的FFT的算法多种多样，按数据组合方式不同一般分为按时间抽取算法(DeeimationlnTime)和按频率抽取算法(DecimationhiFrequency)，按数据抽取方式的不同又可分为基2，基4等。张炼等人提出了一种超低旁瓣的脉冲压缩方法[张炼，皈勇，刘元春.一种超低旁瓣的脉冲压缩方法]，该方法可以获得超低旁瓣，但是精度不高。刘泉华等人提出了一种基于加窗处理的雷达脉冲压缩输出的副瓣抑制方法[刘泉华，孙颖豪，蔡津剑，龙腾.一种基于加窗处理的雷达脉冲压缩输出的副瓣抑制方法]，该方法可以得到副瓣抑制的理想输出结果，但是在脉压结果精度上并未提高。全英汇等人提出了一种脉冲压缩雷达回波信号的优化处理方法[英汇，杜潇剑，钱城，马宝洋，姚洪彬.一种脉冲压缩雷达回波信号的优化处理方法]。该方法可以得到脉冲压缩回波信号的优化处理结果，但是在脉压结果上的精度仍然不高。在硬件系统中，提高FFT处理速度的方法除了选择高基数算法外，还可采用流水线结构、并行运算、增加处理器数目等技术手段。因此在确定算法中基数r时，应综合考虑运算速度、算法运算量、FPGA的结构特点和实现算法的硬件资源占用等因素。用FPGA实现定点FFT具有速度快、功耗低、体积小等优点，因此受到了国内外学者们的青睐，但是在这些研究工作中，处理器内部均采用定点数据格式，处理器输入的动态范围较小，脉压结果精度不高，不能满足某些高性能雷达系统的需要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种基于自定制浮点格式的频域脉冲压缩方法，采用自定制浮点数据格式来改善处理器的动态范围和提高处理精度。本专利技术采用的技术方案如下：一种基于自定制浮点格式的频域脉冲压缩方法，包括：状态控制机、存储单元和和脉冲压缩计算单元；状态控制机包括存储状态控制单元和脉压状态控制单元；状态控制机根据控制参数调整工作模式，控制存储单元和脉冲压缩计算单元的工作状态：通过存储状态控制单元控制存储单元对输入数据和输出数据进行缓存；通过脉压状态控制单元控制脉冲压缩计算单元对输入数据进行脉冲压缩后输出；其中，脉冲压缩计算单元中的输入数据采用自定制浮点格式。。进一步，自定制浮点格式用24-bit表示，bit23是符号位，用s′表示；bit22-bit17是6-bit指数位，用e′表示；bit16-bit0是17-bit尾数位，用f′表示，则自定制浮点格式的数据v′表示为：进一步，存储单元对存储的数据进行跨时钟域处理。进一步，状态控制机的工作模式包括幅相校正模式、单脉冲压缩模式和长短脉冲压缩模式；在幅相校正模式下，存储状态控制单元对输入数据进行幅相校正后直接输出；在单脉冲压缩模式下，状态控制机根据控制参数设置脉压参数，存储状态控制单元控制存储单元将缓存的输入数据发送给脉冲压缩计算单元；脉压状态控制单元控制脉冲压缩计算单元根据脉压参数对接收到的输入数据进行单次脉冲压缩后输出；在长短脉冲压缩模式下，状态控制机先处于长短脉冲压缩模式，根据控制参数设置脉压参数，存储状态控制单元控制存储单元将缓存的短脉冲发送给脉冲压缩计算单元；脉压状态控制单元控制脉冲压缩计算单元根据脉压参数对短脉冲进行脉冲压缩，与此同时，存储状态控制单元控制存储单元继续缓存长脉冲；在短脉冲压缩完成且长脉冲点数达到采样点数时，存储状态控制单元控制存储单元将缓存的长脉冲发送给脉冲压缩计算单元；脉压状态控制单元控制脉冲压缩计算单元根据脉压参数对长脉冲进行脉冲压缩后输出。进一步，脉冲压缩计算单元，包括：FFT核，完成FFT运算和IFFT运算；乘法器，完成乘法运算；数据格式转换单元，完成输入/输出数据格式转换。进一步，脉冲压缩计算单元初始状态为空闲状态，在状态控制单元的控制下进行脉冲压缩时，依次在FFT参数配置、FFT运算、IFFT参数配置和IFFT运算四个过程之间跳转，在完成脉冲压缩后跳转回空闲状态。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术在脉冲压缩处理时，采用自定制浮点数据格式来改善处理器的动态范围和提高处理精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术的脉冲压缩的硬件架构图。图2为本专利技术的脉冲压缩计算单元的实现框图。图3为本专利技术的存储状态控制单元状态示意图。图4为本专利技术的状态控制单元工作模式示意图。图5为本专利技术的脉冲压缩计算单元的状态转换示意图。图6为本专利技术的频域脉冲压缩方法的流程框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，即所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种基于自定制浮点格式的频域脉冲压缩方法，包括状态控制机、存储单元和和脉冲压缩计算单元；状态控制机包括存储状态控制单元和脉压状态控制单元；状态控制机根据控制参数调整工作模式，控制存储单元和脉冲压缩计算单元的工作状态：通过存储状态控制单元控制存储单元对输入数据和输出数据进行缓存；通过脉压状态控制单元控制脉冲压缩计算单元对输入数据进行脉冲压缩后输出，在脉冲压缩计算单元中，采用自定制浮点数据格式来改善处理器的动态范围和提高处理精度。如图1所示，各模块功能如下：一、状态控制机：状态控制机根据控制参数调整工作模式，控制存储单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于自定制浮点格式的频域脉冲压缩方法，其特征在于，包括：状态控制机、存储单元和和脉冲压缩计算单元；状态控制机包括存储状态控制单元和脉压状态控制单元；状态控制机根据控制参数调整工作模式，控制存储单元和脉冲压缩计算单元的工作状态：通过存储状态控制单元控制存储单元对输入数据和输出数据进行缓存；通过脉压状态控制单元控制脉冲压缩计算单元对输入数据进行脉冲压缩后输出；其中，脉冲压缩计算单元中的输入数据采用自定制浮点格式。

【技术特征摘要】
1.一种基于自定制浮点格式的频域脉冲压缩方法，其特征在于，包括：状态控制机、存储单元和和脉冲压缩计算单元；状态控制机包括存储状态控制单元和脉压状态控制单元；状态控制机根据控制参数调整工作模式，控制存储单元和脉冲压缩计算单元的工作状态：通过存储状态控制单元控制存储单元对输入数据和输出数据进行缓存；通过脉压状态控制单元控制脉冲压缩计算单元对输入数据进行脉冲压缩后输出；其中，脉冲压缩计算单元中的输入数据采用自定制浮点格式。2.如权利要求1所述的基于自定制浮点格式的频域脉冲压缩方法，其特征在于，自定制浮点格式用24-bit表示，bit23是符号位，用s′表示；bit22-bit17是6-bit指数位，用e′表示；bit16-bit0是17-bit尾数位，用f′表示，则自定制浮点格式的数据v′表示为：3.如权利要求1所述的基于自定制浮点格式的频域脉冲压缩方法，其特征在于，存储单元对存储的数据进行跨时钟域处理。4.如权利要求1所述的基于自定制浮点格式的频域脉冲压缩方法，其特征在于，状态控制机的工作模式包括幅相校正模式、单脉冲压缩模式和长短脉冲压缩模式；在幅相校正模式下，存储状态控制单元对输入数据进行幅相校正后直接输出；在单脉冲压缩模式下，状态控制机根据控制参数设置脉压参数，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马婕，廖育富，申晓亮，薛雄，
申请(专利权)人：四川九洲空管科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51