一种并行多路fft测速装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种并行多路FFT测速装置，包括依次连接的信号产生单元和信号发射单元，所述信号产生单元用于产生并输出中频信号；所述中频信号通过信号发射单元向目标空间发出；还包括依次连接的回波接收单元、下变频器、FPGA硬件平台和显示单元；所述回波接收单元用于接收测速目标物的回波信号；所述下变频器用于将回波信号下变频到回波中频信号；所述FPGA硬件平台用于接收回波中频信号后输出回波中频信号的多普勒频率值；所述显示单元用于将多普勒频率值绘图显示。有益效果在于，用于测量导弹和靶标的交会过程，能保证在小信噪比和存在大的耦合信号时的测量精度，能避免体目标效应和测量值的起伏不定，同时测量结果直观可视。
【专利说明】一种并行多路FFT测速装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种测速装置，特别是涉及一种并行多路FFT测速装置，属于靶场测量设备。
【背景技术】
[0002]随着世界各国军事技术的飞速发展，出现了各式各样的新型武器系统，而对武器进行鉴定是必不可少的工序。无论是新型武器系统的研制试验还是已装备部队的定型武器系统的作战训练，都需要靠实战或打靶来检验武器系统性能的优劣。
[0003]在靶场测量中评价导弹类武器的优劣，主要由导弹与靶标的相对运动速度、标量脱靶量和脱靶时刻所决定；这些决定因素均是导弹射击过程中最重要的衡量标准，是判断武器系统是否符合设计指标的主要要求。
[0004]针对导弹和靶标相对运动的整个交会过程，探讨和研究得出导弹的时时运动轨迹并确保其测量精度，对武器鉴定和评估实践是非常有益的。然而现有技术中的测速装置，并不能很好地应对复杂多变的靶场情况，从而直接影响武器的鉴定和评估结果。
实用新型内容
[0005]本实用新型的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种新型结构的并行多路FFT测速装置，特别适用于靶场情况复杂多变、存在有大的耦合信号等情形。
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是提供结构合理、制作方便、测量值可靠的并行多路FFT测速装置，不仅能保证在小信噪比和存在大的耦合信号时的测量精度，而且能够避免体目标效应，避免测量值的起伏不定，同时测量结果直观可视，便于快速鉴定和评估武器性能。
[0007]为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0008]一种并行多路FFT测速装置，包括依次连接的信号产生单元和信号发射单元，所述信号产生单元用于产生并输出中频信号；所述信号发射单元包括可配置信号产生单元、功率放大器和发射天线；所述中频信号通过可配置信号产生单元经配置传输给功率放大器放大后，再通过发射天线向目标空间发出；还包括依次连接的回波接收单元、下变频器、FPGA硬件平台和显示单元；所述回波接收单元用于接收测速目标物的回波信号；所述下变频器用于将回波信号下变频到回波中频信号；所述FPGA硬件平台用于接收回波中频信号后输出回波中频信号的多普勒频率值；所述显示单元用于将多普勒频率值绘图显示。
[0009]其中，所述FPGA硬件平台包括依次连接的零中频正交信号产生单元、串转并单元、累加器、乒乓RAM存储单元、并行FFT模块和CFAR检测单元；所述零中频正交信号产生单元将回波中频信号转换为零中频脉冲信号；所述串转并单元将零中频脉冲信号转化为
11路并行的距离门数据；所述累加器和乒乓RAM存储单元分别用于距离门数据的积累和存储；所述并行FFT模块用于得到并输出每个距离门数据的多普勒频率和幅度值；所述CFAR检测单元用于得到FFT模块输出结果的对应多普勒频率值；所述FPGA硬件平台中的累加器、并行FFT模块和CFAR检测单元还均与时序控制单元相连；所述时序控制单元由信号发射单元提供信号输入。
[0010]本实用新型进一步设置为:所述下变频器包括带一个数控振荡器的频综单元。
[0011]采用上述技术方案，在靶场测量中，靶场为目标空间，测速目标物则为导弹；在导弹和靶标相对运动过程中，回波接收单元将导弹回波信号接收后送至下变频器，导弹回波信号依次通过下变频器和零中频正交信号产生单元转换为零中频脉冲信号，此时的零中频脉冲信号只为I路；但这I路零中频脉冲信号通过串转并单元则转化为并行的11路距离门数据，后通过FPGA硬件平台中的并行FFT模块，可以得到并输出每个距离门数据的多普勒频率和幅度值，再通过CFAR检测单元得到多普勒频率值即可；最后通过显示单元绘图显示出导弹运行中与时间对应的频率值，直观而可视。
[0012]综上所述，本实用新型一种并行多路FFT测速装置，具有结构简单、操作方便、测量值可靠的优点；更重要的是，在信噪比较小的情况下也能测量出目标导弹的准确信息，而且当有大的耦合信号存在时也能测量到目标导弹的真实信息；同时还能避免测量值的起伏不定，能满足分辨率和反应时间的高要求。
[0013]上述内容仅是本实用新型技术方案的概述，为了更清楚的了解本实用新型的技术手段，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型一种并行多路FFT测速装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。
[0016]如图1所示，一种并行多路FFT测速装置用于测量导弹和靶标交会过程中的时时检测到的导弹回波信号的多普勒频率值，该测速装置包括以下多个单元或模块。
[0017]信号产生单元:由DDS产生参数可设的脉冲信号并经DA转换后输出中频信号。
[0018]信号发射单元:包括可配置信号产生单元、功率放大器和发射天线，前述中频信号经配置传输给功率放大器放大后，再通过发射天线向目标空间发出。
[0019]回波接收单元:由接收天线接收导弹回波信号经低噪放送至微波下边频器的输入端口。
[0020]下变频器:将接收天线收到的导弹回波信号下变频到回波中频信号；其中的频综单元包含一个数控振荡器，通过控制参数控制产生本振信号等。
[0021]FPGA硬件平台:用于接收回波中频信号后输出回波中频信号的多普勒频率值。
[0022]显示单元:用于将多普勒频率值绘图显示。
[0023]所述FPGA硬件平台包括依次连接的零中频正交信号产生单元、串转并单元、累加器、乒乓RAM存储单元、并行FFT模块和CFAR检测单元；所述FPGA硬件平台中的累加器、并行FFT模块和CFAR检测单元还均与时序控制单元相连；所述时序控制单元由信号发射单元提供信号输入。
[0024]所述零中频正交信号产生单元将回波中频信号转换为零中频脉冲信号。
[0025]所述串转并单元将零中频脉冲信号以基准脉冲为触发，通过延时触发器转化为11路并行的距离门数据，保证全部11个距离门能够覆盖整个脉冲重复周期。
[0026]所述累加器和乒乓RAM存储单元分别用于距离门数据的积累和存储。
[0027]所述并行FFT模块，即FPGA中的FFT的IP核，用于得到并输出每个距离门数据的多普勒频率和幅度值。
[0028]所述CFAR检测单元用于得到FFT模块输出结果的对应多普勒频率值；具体是把FFT结果送到乘法器的2个输入得到幅度，然后把目标点和周围点送到选大比较器，遍历所有点便可得到11个波门内目标的粗位置信息和精确的多普勒频率值；该模块保证即使有大的耦合信号存在时，也能测量到真实目标信号的多普勒频率值。
[0029]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，能保证在小信噪比和存在大的耦合信号时的测量精度，而且能够避免体目标效应，避免测量值的起伏不定，同时测量结果直观可视，有利于快速鉴定和评估武器性能。
[0030]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种并行多路FFT测速装置，其特征在于:包括依次连接的信号产生单元和信号发射单元，所述信号产生单元用于产生并输出中频信号；所述信号发射单元包括可配置信号产生单元、功率放大器和发射天线；所述中频信号通过可配置信号产生单元经配置传输给功率放大器放大后，再通过发射天线向目标空间发出； 还包括依次连接的回波接收单元、下变频器、FPGA硬件平台和显示单元；所述回波接收单元用于接收测速目标物的回波信号；所述下变频器用于将回波信号下变频到回波中频信号；所述FPGA硬件平台用于接收回波中频信号后输出回波中频信号的多普勒频率值；所述显示单元用于将多普勒频率值绘图显示； 所述FPGA硬件平台包括依次连接的零中频正交信号产生单元、串转并单元、累加器、乒乓RAM存储单元、并行FFT模块和CFAR检测单元；所述零中频正交信号产生单元将回波中频信号转换为零中频脉冲信号；所述串转并单元将零中频脉冲信号转化为11路并行的距离门数据；所述累加器和乒乓RAM存储单元分别用于距离门数据的积累和存储；所述并行FFT模块用于得到并输出每个距离门数据的多普勒频率和幅度值；所述CFAR检测单元用于得到FFT模块输出结果的对应多普勒频率值； 所述FPGA硬件平台中的累加器、并行FFT模块和CFAR检测单元还均与时序控制单元相连；所述时序控制单元由信号发射单元提供信号输入。
2.根据权利要求1所述的一种并行多路FFT测速装置，其特征在于:所述下变频器包括带一个数控振荡器的频综单元。
【文档编号】G01P3/50GK204086295SQ201420548263
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】段连明, 吴慧明 申请人:南京长峰航天电子科技有限公司