一种基于FPGA的毫米波TDM-MIMO雷达实时超分辨方法技术

本发明专利技术公开一种基于FPGA的毫米波TDM

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的毫米波TDM
‑
MIMO雷达实时超分辨方法


[0001]本专利技术属于雷达成像
，特别涉及一种毫米波雷达高通量超分辨处理技术。

技术介绍

[0002]时分复用多输入多输出(TDM
‑
MIMO)雷达波达方向(DOA)估计在战场目标定位与跟踪和汽车辅助驾驶等应用领域发挥重要作用。直接数字波束形成DOA估计方法的角分辨率受限于物理阵元数量。考虑到空间和成本等因素，以增加阵元数量来提高角分辨率的方法在实际工程应用中有很大局限性。文献“T.Yardibi,J.Li,P.Stoica,M.Xue and A.B.Baggeroer,Source Localization and Sensing:A Nonparametric Iterative Adaptive Approach Based on Weighted Least Squares,in IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems.2010,46(1):425
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的毫米波TDM
‑
MIMO雷达实时超分辨方法，其特征在于，包括：S1、采集稀疏场景目标样本，获取雷达数据；S2、利用高速接口发送雷达数据至FPGA板卡；S3、FPGA板卡解析并缓存雷达数据，预处理并发送有效雷达数据；S4、采用硬件优化设计对雷达数据处理，实现递归估计中间变量；S5、由中间变量计算迭代更新辅助变量，并快速缓存数据变量；S6、以循环最小化实现迭代更新快速角估计。2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的毫米波TDM
‑
MIMO雷达实时超分辨方法，其特征在于，步骤S2所述高速接口具体为CSI2接口。3.根据权利要求2所述的一种基于FPGA的毫米波TDM
‑
MIMO雷达实时超分辨方法，其特征在于，步骤S3具体为：雷达数据由有限状态机模块控制传输进FPGA板卡MIPI CSI2Rx模块中，并将发送过来的雷达数据包解析成数据流，随后采用异步FIFO去进行跨时钟域数据缓存；然后在数据转换模块中进行整型转单精度浮点数处理。4.根据权利要求3所述的一种基于FPGA的毫米波TDM
‑
MIMO雷达实时超分辨方法，其特征在于，步骤S4的中间变量有如下三个：κ(m)＝κ(m
‑
1)+y(m)
H
*y(m)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)ρ(m)＝ρ(m
‑
1)+h
H
(m)*y(m)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)Γ(m)＝Γ(m
‑
1)+h(m)
H
*h(m)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)其中，κ(m)、ρ(m)、Γ(m)为三个中间变量，y(m)为雷达第m个发射天线对应的N个接收天线数据，m＝1,
…
,M；h(m)为阵列所确定操纵矩阵H的第m行向量，操纵矩阵H存放在FPGA的存储单元中；Γ(m)为特殊的托普利兹矩阵，Γ(m)矩阵的数据由RAM构成的循环队列来实现单一列元素表达整个托普利兹矩阵；计算ρ(m)时，包括第一控制单元与两个RAM，第一控制单元记为ρcontrol，两个RAM分别记为ρRAM1与ρRAM2；ρRAM1中的初始值为0，第一次运算时读取ρRAM1中的值与计算h(m)*y(m)的值相加完成递归运算，并将结果存储于ρRAM2中；整个计算过程结束时，由ρcontrol控制ρRAM1和ρRAM2之间的数据读写过程，将ρRAM2中的数据写入ρRAM1中，完成无缝数据的传递；计算κ(m)时，包括第二控制但愿与两个寄存器reg，第二控制单元记为κcontrol，两个寄存器reg分别记为κreg1与κreg 2；κreg1中的初始值为0，第一次运算时读取κreg1中的值与计算h(m)*y(m)的值相加完成递归运算，并将结果存储于κreg 2中；整个计算过程结束时，由κcontrol控制κreg1和κreg 2之间的数据读写过程，将κreg 2中的数据写入κreg1中，完成无缝数据的传递。5.根据权利要求4所述的一种基于FPGA的毫米波TDM
‑
MIMO雷达实时超分辨方法，其特征在于，Γ(m)矩阵的数据由RAM构成的循环队列来实现单一列元素表达整个托普利兹矩阵，具体为：记采用Q并行度计算，Γ(m)矩阵的数据采用S个FPGA的内部存储器BRAM构成的循环队列来实现单一列元素表达整个托普利兹矩阵；每个BRAM存储的数据位数＝Γ(m)矩阵中的数据位数除以Q；根据时钟顺序每个BRAM输出Q个数据，然后通过S选1数据选择器执行S次，完成一列数
据输出；通过BRAM读写控制器进行数据传递，形成Γ(m)矩阵的后续列数据输出；Q*S＝Γ(m)矩阵一个列的数据位数。6.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永超，张寅，周枭坤，黄钰林，刘帅迪，张永伟，杨海光，杨建宇，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：