一种基于DSP的PD雷达波形配置方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种基于DSP的PD雷达波形配置方法及装置，包括系统初始化，等待上位机下发波形配置参数；接收并解析所述波形配置参数，以得到距离向点数m和方位向点数n；对通道DDC数据进行变换得到脉压数据块为4通道n*m_1，经转置后进行杂波抑制和多普勒积累处理得到4通道复数矩阵大小均为m_1*n_1，对通道进行求幅值二维CFAR检测；基于检测结果，对目标点进行副瓣抑制和比幅测角，从而得到最终的目标数据，并通过网络上传该目标数据至上位机，本发明专利技术涉及脉冲多普勒雷达(PD)可参数化配置，完成雷达在线波形配置操作，可实现针对不同场景和任务需求在线配置不同波形的能力，实现相应的探测能力。

A method and device of PD radar waveform configuration based on DSP

【技术实现步骤摘要】
一种基于DSP的PD雷达波形配置方法及装置
本专利技术涉及雷达
，尤其涉及一种基于DSP的PD雷达波形配置方法及装置。
技术介绍
传统的PD雷达通常针对给定用途和应用场合的雷达设计和选择合适的发射信号波形，波形参数(脉宽、重频、相参积累、带宽等)相对单一、固定；雷达探测性能主要由波形参数决定，所以传统雷达无法快速适应应用环境日益复杂性和探测任务的多样性的需求。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提出一种基于DSP的脉冲多普勒雷达波形配置方法及装置，旨在通过波形配置实现波形在线重构的目地。根据本专利技术的实施例，本专利技术提出了一种基于DSP的PD雷达波形配置方法，该方法包括：步骤S1.系统初始化，等待上位机下发波形配置参数；步骤S2.由中断接收并解析所述波形配置参数，以得到距离向点数m和方位向点数n；步骤S3.基于所述距离向点数m和方位向点数n对通道DDC数据进行变换得到脉压数据块为4通道n*m_1，对该脉压数据块转置后进行杂波抑制和多普勒积累处理得到4通道复数矩阵大小均为m_1*n_1，对通道进行求幅值二维CFAR检测；步骤S4.基于所述CFAR检测的结果，对目标点进行副瓣抑制和比幅测角，从而得到最终的目标数据，并通过网络上传该目标数据至上位机。进一步的，所述配置参数包括回波重复周期、脉冲宽度、回波积累数、带宽、距离向点数和方位向点数。进一步的，所述解析所述波形配置参数包括：根据配置参数更新距离向点数m、方位向点数n、带宽B、距离向泰勒窗win_r、距离向FFT旋转因子fft_twiddle_r、距离向IFFT旋转因子ifft_twiddle_r、方位向FFT旋转因子fft_twiddle_d、方位向泰勒窗win_d和匹配滤波系数ref。进一步的，解析波形配置参数还包括：m和n由上位机配置更新；win_r和win_d根据泰勒窗函数分别生成m点和n点的泰勒窗；通过快速傅里叶变换算法的蝴蝶形运算中所乘上的复数常数,通过正、余弦函数直接产生法，生成相应基2点数的旋转因子；基于m、B和脉冲宽度生成线性调频信号，进行正交解调，得到I、Q两路数据，将由I、Q得到的复信号与win_r进行点乘获得加窗后复数，对加窗后复数进行FFT，再将FFT后数据进行共轭，得到匹配滤波器系数ref。进一步的，所述基于所述距离向点数m和方位向点数n对通道DDC数据进行变换得到脉压数据块为4通道n*m_1的步骤具体为：基于所述距离向点数m和方位向点数n，得到FPGA通过SRIO发送到DSP的和通道、方位差通道、俯仰差通道和保护通道DDC复数数据块均为n*m(行*列)，对4个通道DDC数据每一行距离维m点数据自适应补零到m_1点数进行FFT，将FFT后数据与步骤S2得到的匹配滤波器系数ref进行复数点乘，最后将结果通过IFFT转换成m_1点数的时域信号，完成脉压处理。进一步的，FFT函数使用DSPF_sp_fftSPxSP函数，IFFT函数使用DSPF_sp_ifftSPxSP函数，其中DSPF_sp_fftSPxSP函数的旋转因子参数由fft_twiddle_r提供，DSPF_sp_ifftSPxSP函数所需旋转因子参数由ifft_twiddle_r提供。进一步的，所述对该脉压数据块转置具体为，将EDMA从DDR3读取一段连续地址的二维数据搬移到L2中，在L2中完成小块矩阵快速转置，再通过EDMA将转置后数据写回DDR3，从而得到转后数据块m_1*n。进一步的，所述杂波抑制和多普勒积累处理对每行方位向数据进行杂波对消，然后对处理后数据与win_d进行点乘得到加窗后复数，对得到复数自适应补零到n_1进行FFT，其中，FFT函数使用DSPF_sp_fftSPxSP函数，DSPF_sp_fftSPxSP函数所需旋转因子参数由fft_twiddle_d提供。进一步的，所述对目标点进行副瓣抑制和比幅测角具体包括从和通道得到的目标信息带有坐标信息，通过坐标分别找到保护通道相应数据进行旁瓣抑制，从方位差通道和俯仰差通道找到相应数据进行方位俯仰比幅测角。根据本专利技术的实施例，本专利技术还提出了一种基于DSP的PD雷达波形配置装置，所述装置包括：上位机，用于下发波形配置参数；参数解析模块，用于接收并解析波形配置参数，以得到距离向点数m和方位向点数n；处理模块，用于基于所述距离向点数m和方位向点数n对通道DDC数据进行变换得到脉压数据块为4通道n*m_1，对该脉压数据块转置后进行杂波抑制和多普勒积累处理得到4通道复数矩阵大小均为m_1*n_1，对通道进行求幅值二维CFAR检测；以及，基于所述CFAR检测的结果，对目标点进行副瓣抑制和比幅测角，从而得到最终的目标数据，并通过网络上传该目标数据至上位机。本专利技术提出了一种基于DSP的PD雷达波形配置方法及装置，涉及脉冲多普勒雷达(PD)可参数化配置，完成雷达在线波形配置操作，可实现针对不同场景和任务需求在线配置不同波形的能力，实现相应的探测能力。附图说明图1为本专利技术提出的基于DSP的PD雷达波形配置方法流程图；图2为本专利技术提出的基于DSP的PD雷达波形配置一实施例图。具体实施方式为便于理解，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。一种基于DSP的脉冲多普勒雷达波形在线配置设计及装置，以TI公司DSP芯片C6678型号为研发基础，如图1所示，包括主函数和中断函数，主流程主要包括脉压、杂波抑制、多普勒积累、CFAR检测、副瓣抑制和比幅测角，中断函数主要包括参数解析。根据本专利技术的实施例，本专利技术的基于DSP的PD雷达波形配置方法具体包括：步骤S1.系统初始化，等待上位机下发波形配置参数。步骤S2.由中断接收并解析所述波形配置参数，以得到距离向点数m和方位向点数n。在该步骤中，通过中断来接收并解析上位机下发的波形配置参数，具体来说，波形配置参数包括回波重复周期、脉冲宽度、回波积累数、带宽、距离向点数和方位向点数。在本专利技术的实施例中，解析所述波形配置参数包括：根据配置参数更新距离向点数m、方位向点数n、带宽B、距离向泰勒窗win_r、距离向FFT旋转因子fft_twiddle_r、距离向IFFT旋转因子ifft_twiddle_r、方位向FFT旋转因子fft_twiddle_d、方位向泰勒窗win_d和匹配滤波系数ref。具体来说，解析的方式包括：m和n由上位机配置更新；win_r和win_d根据泰勒窗函数分别生成m点和n点的泰勒窗；旋转因子为快速傅里叶变换算法的蝴蝶形运算中所乘上的复数常数,可通过正、余弦函数直接产生法，生成相应基2点数的旋转因子，比如m为898，n为140，则会生成10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于DSP的PD雷达波形配置方法，其特征在于，所述方法包括：/n步骤S1.系统初始化，等待上位机下发波形配置参数；/n步骤S2.由中断接收并解析所述波形配置参数，以得到距离向点数m和方位向点数n；/n步骤S3.基于所述距离向点数m和方位向点数n对通道DDC数据进行变换得到脉压数据块为4通道n*m_1，对该脉压数据块转置后进行杂波抑制和多普勒积累处理得到4通道复数矩阵大小均为m_1*n_1，对通道进行求幅值二维CFAR检测；/n步骤S4.基于所述CFAR检测的结果，对目标点进行副瓣抑制和比幅测角，从而得到最终的目标数据，并通过网络上传该目标数据至上位机。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于DSP的PD雷达波形配置方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1.系统初始化，等待上位机下发波形配置参数；
步骤S2.由中断接收并解析所述波形配置参数，以得到距离向点数m和方位向点数n；
步骤S3.基于所述距离向点数m和方位向点数n对通道DDC数据进行变换得到脉压数据块为4通道n*m_1，对该脉压数据块转置后进行杂波抑制和多普勒积累处理得到4通道复数矩阵大小均为m_1*n_1，对通道进行求幅值二维CFAR检测；
步骤S4.基于所述CFAR检测的结果，对目标点进行副瓣抑制和比幅测角，从而得到最终的目标数据，并通过网络上传该目标数据至上位机。


2.根据权利要求1所述的基于DSP的PD雷达波形配置方法，其特征在于，所述配置参数包括回波重复周期、脉冲宽度、回波积累数、带宽、距离向点数和方位向点数。


3.根据权利要求2所述的基于DSP的PD雷达波形配置方法，其特征在于，所述解析所述波形配置参数包括：根据配置参数更新距离向点数m、方位向点数n、带宽B、距离向泰勒窗win_r、距离向FFT旋转因子fft_twiddle_r、距离向IFFT旋转因子ifft_twiddle_r、方位向FFT旋转因子fft_twiddle_d、方位向泰勒窗win_d和匹配滤波系数ref。


4.根据权利要求3所述的基于DSP的PD雷达波形配置方法，其特征在于，解析波形配置参数还包括：m和n由上位机配置更新；win_r和win_d根据泰勒窗函数分别生成m点和n点的泰勒窗；通过快速傅里叶变换算法的蝴蝶形运算中所乘上的复数常数,通过正、余弦函数直接产生法，生成相应基2点数的旋转因子；基于m、B和脉冲宽度生成线性调频信号，进行正交解调，得到I、Q两路数据，将由I、Q得到的复信号与win_r进行点乘获得加窗后复数，对加窗后复数进行FFT，再将FFT后数据进行共轭，得到匹配滤波器系数ref。


5.根据权利要求4所述的基于DSP的PD雷达波形配置方法，其特征在于，所述基于所述距离向点数m和方位向点数n对通道DDC数据进行变换得到脉压数据块为4通道n*m_1的步骤具体为：基于所述距离向点数m和方位向点数n，得到FPGA通过SRIO发送到DSP的和通道、方位差通道、俯仰差通道和保护通道DDC复数数据块均为n*m(行*列)，对4个通道DDC数据每一行距离维m点数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：费徳介，鲁瑞莲，冷立根，金敏，杨为华，杨宏伟，张重九，王驰，史代喜，
申请(专利权)人：成都汇蓉国科微系统技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51