一种基于fpga的点目标振动微多普勒信号产生方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及模拟微波信号产生领域，特别涉及振动微多普勒调制信号模拟产生的 方法。
【背景技术】
[0002] 目前，雷达目标模拟器技术的发展已经比较成熟。现在的大多数雷达目标模拟器 可以模拟出目标的径向速度、RCS、距离、个数以及模拟假目标和欺骗目标等等。雷达目标模 拟器的发展与应用极大地方便了雷达系统的开发与研制。随着人们对目标微多普勒特性逐 渐深入研宄，发现分析目标微多普勒特性可以成为一种新的雷达目标识别的手段，基于不 同目标的微运动特性不同，可以利用雷达对目标回波的微多普勒特性进行分析，进而辨别 不同目标。但是现在的雷达目标模拟器中都没有产生相应微多普勒信号的模块，使得对能 够进行微多普勒特性检测并分析的雷达系统的研制与开发造成了一定程度上的困难。
【发明内容】
[0003] 为了克服雷达目标模拟器在模拟目标振动微多普勒特性的一些不足，本发明提出 一种能够模拟目标振动微多普勒特性的方法。该方法的实现模块结构简单，易于实现，能够 灵活的调整参数，实时的模拟出目标振动的微多普勒特性。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：总体路线为利用两级C0RDIC子模 块产生微多普勒调制信号，随后对收到雷达信号或者自检信号进行微多普勒特性调制，从 而实现发明目的。本发明是一种基于FPGA的点目标振动微多普勒信号产生方法，该方法包 括：一个累加器，两个C0RDIC模块和一个数据转换模块，数据转换模块包括乘法器和除法 器；累加器用于根据目标振动频率产生相应的相位，C0RDIC模块1从累加器接收相位产生 相应的正弦值，通过数据转换模块中的乘法器利用已有的目标数据A(A的具体表达式在后 文的公式（2)中可见）和目标振动频率。两个因子对C0RDIC模块1产生的正弦值进行数 据调整，再将调整结果通过除法器转换为相位值，最后通过C0RDIC模块2输出微多普勒调 制信号。
[0005]所述累加器根据输入的频率字产生相应的相位。
[0006]所述数据转换模块中乘法器对C0RDIC模块1产生的正弦值进行数据调整的方法 为将正弦值乘以A/fv，再利用除法器将截位后的乘法器结果除以31。
[0007]所述数据转换模块中的乘法器利用的已有目标数据包括：振动点目标相对于雷达 的方位角和俯仰角、振动点目标的振动方位角和俯仰角、振动幅度、振动频率、雷达载波单 频信号频率。
[0008]本发明的有益效果是，可以根据振动微多普勒特性的不同灵活实时地调整参数模 拟出一定范围内不同的振动微多普勒特性。
【附图说明】
[0009] 图1为本发明一种基于FPGA的点目标振动微多普勒信号产生方法的原理框图；
[0010] 图2为雷达与振动点目标间的几何关系；
[0011] 图3为微多普勒调制信号实部时域MATLAB仿真图；
[0012] 图4为微多普勒调制信号虚部时域MATLAB仿真图；
[0013] 图5为单频信号未被微多普勒调制时的MATLAB时频分析图；
[0014]图6为单频信号经过多普勒调制以及微多普勒调制后的MATLAB时频分析图。
【具体实施方式】
[0015] 如图1，累加器用于根据输入的频率字产生相应的相位，C0RDIC模块1从累加器接 收相位产生相应的正弦值。数据转换模块主要由乘法器和除法器组成，用以对正弦值进行 数据转换，形成相位值（A中包含了振动点目标相对于雷达的方位角和俯仰角、振动点目标 的振动方位角和俯仰角、振动幅度、振动频率fv、雷达载波单频信号频率，A的具体公式表 示可见后文）。另外C0RDIC模块2接收经转换所得的值直接作为输入所需的相位值，产生 微多普勒调制信号。
[0016] 如图2,雷达位于空间固定坐标系（X，Y，Z)原点，振动点目标为P点在0点附近振 动。〇点参考坐标系为（X'，Y'，Z')的原点，假设0点相对于雷达是静止的，0点相对 于雷达的仰角为0，方位角为a。振动点目标以频率fv和振动振幅Dv，并且在参考坐标 系中振动的方位角和俯仰角分别为ap和p，c为光速，为载频f，振动点目标引起的微多 普勒频移为
【主权项】
1. 一种基于FPGA的点目标振动微多普勒信号产生方法，该方法包括：一个累加器，两 个CORDIC模块和一个数据转换模块，数据转换模块包括乘法器和除法器；累加器用于根据 目标振动频率产生相应的相位，CORDIC模块1从累加器接收相位产生相应的正弦值，通过 数据转换模块中的乘法器利用已有的目标数据A和目标振动频率fv两个因子对CORDIC 模块1产生的正弦值进行数据调整，再将调整结果通过除法器转换为相位值，最后通过 CORDIC模块2输出微多普勒调制信号。
2. 如权利要求1所述的一种基于FPGA的点目标振动微多普勒信号产生方法，其特征在 于所述累加器根据输入的频率字产生相应的相位。
3. 如权利要求1所述的一种基于FPGA的点目标振动微多普勒信号产生方法，其特征在 于所述数据转换模块中乘法器对CORDIC模块1产生的正弦值进行数据调整的方法为将正 弦值乘以A/fv，再利用除法器将截位后的乘法器结果除以31。
4. 如权利要求1所述的一种基于FPGA的点目标振动微多普勒信号产生方法，其特征在 于所述数据转换模块中的乘法器利用的已有目标数据包括：振动点目标相对于雷达的方位 角和俯仰角、振动点目标的振动方位角和俯仰角、振动幅度、振动频率、雷达载波单频信号 频率。
【专利摘要】该发明公开了一种基于FPGA的点目标振动微多普勒信号产生方法，涉及模拟微波信号产生领域。该方法包括：一个累加器，两个CORDIC模块和一个数据转换模块，数据转换模块包括乘法器和除法器；累加器用于根据目标振动频率产生相应的相位，CORDIC模块1从累加器接收相位产生相应的正弦值，通过数据转换模块中的乘法器利用已有的目标数据A和目标振动频率fν两个因子对CORDIC模块1产生的正弦值进行数据调整，再将调整结果通过除法器转换为相位值，最后通过CORDIC模块2输出微多普勒调制信号。可以根据振动微多普勒特性的不同灵活实时地调整参数模拟出一定范围内不同的振动微多普勒特性。
【IPC分类】G01S7-40
【公开号】CN104820214
【申请号】CN201510205150
【发明人】周云, 林杰, 李俊慧, 祖东辉, 邹林
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月28日