專利名稱：高速隨機(jī)碼調(diào)制的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號(hào)調(diào)制的技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種用于模擬雷達(dá)回波的高速隨機(jī)碼調(diào)制的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法。
雷達(dá)主要應(yīng)用于航天、軍事等領(lǐng)域，隨著現(xiàn)代科技地飛速發(fā)展，對(duì)雷達(dá)定位的精確度及對(duì)雷達(dá)控制的各種要求也就相應(yīng)越來(lái)越高，因此有許多用于雷達(dá)領(lǐng)域的新設(shè)備、新系統(tǒng)或一些新的控制方法不斷產(chǎn)生，而這些設(shè)備、系統(tǒng)或方法必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格可靠地測(cè)試、試驗(yàn)才能在實(shí)際中應(yīng)用，而它們?cè)谘邪l(fā)過(guò)程中所做的試驗(yàn)又不可能拿到實(shí)際環(huán)境中去測(cè)試，因此必須有一模擬仿真設(shè)備來(lái)完成此調(diào)試工作。
現(xiàn)在模擬雷達(dá)回波大多都采用模擬方法實(shí)現(xiàn)，如

圖1所示，其主要包括隨機(jī)碼發(fā)生器11、可調(diào)的正弦波發(fā)生器13、可調(diào)的時(shí)延控制電路12以及一乘法器10。以模擬二相隨機(jī)碼雷達(dá)的雷達(dá)回波為例，二相隨機(jī)碼連續(xù)波的雷達(dá)回波經(jīng)混頻放大后可以用下述形式表示V＝AtWr(t)u(t-τ)cos2πft其中，At為每個(gè)t對(duì)應(yīng)的隨機(jī)碼的幅度；Wr(t)為雷達(dá)發(fā)射機(jī)開(kāi)關(guān)函數(shù)；u(t-τ)為延時(shí)的隨機(jī)碼，是幾十兆的方波；f為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)產(chǎn)生的多普勒頻移。上式相當(dāng)于做一個(gè)正弦波的脈沖調(diào)制，其調(diào)制過(guò)程通常是這樣完成的先由隨機(jī)碼發(fā)生器11產(chǎn)生一隨機(jī)碼送入可調(diào)時(shí)延控制電路12，可調(diào)時(shí)延控制電路12根據(jù)所需時(shí)延τ的不同將隨機(jī)碼延時(shí)后輸入至乘法器10中，另一方面可調(diào)正弦波發(fā)生器13根據(jù)多普勒頻移f值的變化產(chǎn)生相應(yīng)的正弦波數(shù)據(jù)也送入乘法器10中，最終由乘法器10根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)完成此函數(shù)的組合邏輯運(yùn)算并輸出模擬的雷達(dá)回波波形。由于所涉及到的隨機(jī)碼是高速隨機(jī)碼，因此需要具有數(shù)十兆帶寬的乘法器來(lái)完成，但是乘法器的成本高、制造困難，且需要的帶寬越高其乘法器的價(jià)格就越昂貴、制造也就越困難，同時(shí)幅度也可能受到限制，所以使用此模擬方法實(shí)現(xiàn)調(diào)制是相當(dāng)不方便的。另外，在調(diào)制過(guò)程中為了模擬不同目標(biāo)反射的雷達(dá)回波，時(shí)延τ和多普勒頻移f均需要不斷的變化，但采用此模擬方法是很難控制其變化的，而且可靠性也會(huì)受影響。
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種高速隨機(jī)碼調(diào)制的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法，其采用的數(shù)字方法更易實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)制系統(tǒng)的控制，從而提高了可靠性，且可降低整個(gè)調(diào)制系統(tǒng)的硬件成本。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種高速隨機(jī)碼調(diào)制的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于該方法至少包含以下的步驟a.通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入所需參數(shù)，并送至可編程邏輯控制器件中；b.由隨機(jī)碼發(fā)生器產(chǎn)生隨機(jī)碼送入可編程邏輯控制器件中；c.可編程邏輯控制器件先將隨機(jī)碼延時(shí)，并根據(jù)輸入?yún)?shù)查表讀取數(shù)據(jù)，然后做組合邏輯運(yùn)算，最后將數(shù)據(jù)送給數(shù)/模轉(zhuǎn)換器；d.數(shù)/模轉(zhuǎn)換器將數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬波形輸出。
其中，所需參數(shù)至少包括時(shí)延τ的個(gè)數(shù)以及多普勒頻移f的值。所述的查表是指根據(jù)多普勒頻移f值查正弦波表，其設(shè)置于存儲(chǔ)器中。所述的組合邏輯一般是根據(jù)調(diào)制模型的函數(shù)來(lái)確定的。
一種采用高速隨機(jī)碼調(diào)制數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法的裝置，至少包含計(jì)算機(jī)、隨機(jī)碼發(fā)生器，其還進(jìn)一步包括一存儲(chǔ)器、一可編程邏輯控制器件(FPGA)和一數(shù)/模轉(zhuǎn)換器；其中，計(jì)算機(jī)用于輸入?yún)?shù)至FPGA，并配合FPGA控制數(shù)據(jù)輸入及裝置運(yùn)行；存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)，供FPGA查詢調(diào)用；隨機(jī)碼發(fā)生器負(fù)責(zé)給FPGA輸入一隨機(jī)碼；FPGA根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)將隨機(jī)碼延時(shí)、查表讀取數(shù)據(jù)、計(jì)算，并將結(jié)果輸出至數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，同時(shí)用于控制調(diào)制的流程及裝置的運(yùn)行；數(shù)/模轉(zhuǎn)換器用于將FPGA所產(chǎn)生的數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬波形輸出。
其中，存儲(chǔ)器中至少設(shè)有正弦波表。所述的參數(shù)至少包括時(shí)延τ的個(gè)數(shù)以及多普勒頻移f的值。
本發(fā)明所提供的高速隨機(jī)碼調(diào)制的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法，其采用數(shù)字方法實(shí)現(xiàn)，經(jīng)使用證明該方法相對(duì)于現(xiàn)有的模擬調(diào)制方法而言更為簡(jiǎn)單，且可靠性也提高了；其調(diào)制的大部分工作都是在數(shù)字階段完成的，這樣更利于控制整個(gè)調(diào)制過(guò)程的運(yùn)行，且時(shí)延τ和多普勒頻移f值均由計(jì)算機(jī)直接輸入，也便于用戶控制，從而提高了系統(tǒng)的可控制性。另外，它采用FPGA取代了原有的高速模擬乘法器，從而大大降低了整個(gè)調(diào)制系統(tǒng)的硬件成本。
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施的示意圖。
圖2為本發(fā)明的較佳實(shí)施例框圖。
請(qǐng)參見(jiàn)圖2所示，在采用本發(fā)明進(jìn)行模擬二相隨機(jī)碼連續(xù)波雷達(dá)回波調(diào)制時(shí)，用戶先通過(guò)計(jì)算機(jī)21輸入所需產(chǎn)生雷達(dá)回波的τ的個(gè)數(shù)和f的值，其中τ的個(gè)數(shù)在1～12之間，每個(gè)τ約為50ns；f值在1KHz～60KHz之間，每個(gè)f間隔2KHz。計(jì)算機(jī)同時(shí)會(huì)判定τ和f的有效性，如果τ和f有效，則送入FPGA20中。另一方面，隨機(jī)碼發(fā)生器23也將隨機(jī)碼送入FPGA20中，F(xiàn)PGA20接收到τ和f值后，首先根據(jù)不同的τ將所輸入的隨機(jī)碼延時(shí)，再根據(jù)不同的f到存儲(chǔ)器22預(yù)先設(shè)定的正弦波表中讀取相應(yīng)的數(shù)字化的正弦波數(shù)據(jù)，然后兩者的數(shù)字化量再做組合邏輯運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)函數(shù)，最后將結(jié)果送至數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器24中。D/A轉(zhuǎn)換器24收到FPGA傳送來(lái)的數(shù)據(jù)后，將數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬波形輸出，即輸出模擬的雷達(dá)回波波形。由于FPGA是可編程的數(shù)字化芯片，因此，整個(gè)處理過(guò)程的控制，比如查表、各參數(shù)之間的調(diào)用以及處理步驟的安排等等均由FPGA中所編的程序來(lái)控制，如此使得整個(gè)調(diào)制過(guò)程具有極高的可控制性，而且簡(jiǎn)單易行。
以上所述僅為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種高速隨機(jī)碼調(diào)制的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于該方法至少包含以下的步驟a.通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入所需參數(shù)，并送至可編程邏輯控制器件中；b.由隨機(jī)碼發(fā)生器產(chǎn)生隨機(jī)碼送入可編程邏輯控制器件中；c.可編程邏輯控制器件先將隨機(jī)碼延時(shí)，并根據(jù)輸入?yún)?shù)查表讀取數(shù)據(jù)，然后做組合邏輯運(yùn)算，最后將數(shù)據(jù)送給數(shù)/模轉(zhuǎn)換器；d.數(shù)/模轉(zhuǎn)換器將數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬波形輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的參數(shù)輸入至少包括輸入時(shí)延τ的個(gè)數(shù)以及多普勒頻移f的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的查表是指根據(jù)多普勒頻移f值查正弦波表，其設(shè)置于存儲(chǔ)器中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的組合邏輯是根據(jù)調(diào)制模型的函數(shù)來(lái)確定。
5.一種采用高速隨機(jī)碼調(diào)制數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法的裝置，至少包含計(jì)算機(jī)、隨機(jī)碼發(fā)生器，其特征在于還進(jìn)一步包括一存儲(chǔ)器、一可編程邏輯控制器件和一數(shù)/模轉(zhuǎn)換器；其中，計(jì)算機(jī)用于輸入?yún)?shù)至可編程邏輯控制器件，并配合可編程邏輯控制器件控制數(shù)據(jù)輸入及裝置運(yùn)行；存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)，供可編程邏輯控制器件查詢調(diào)用；隨機(jī)碼發(fā)生器負(fù)責(zé)給可編程邏輯控制器件輸入一隨機(jī)碼；可編程邏輯控制器件根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)將隨機(jī)碼延時(shí)、查表讀取數(shù)據(jù)、計(jì)算，并將結(jié)果輸出至數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，同時(shí)用于控制調(diào)制的流程及裝置的運(yùn)行；數(shù)/模轉(zhuǎn)換器用于將可編程邏輯控制器件所產(chǎn)生的數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬波形輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述的存儲(chǔ)器中至少設(shè)有正弦波表。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述的參數(shù)至少包括時(shí)延τ的個(gè)數(shù)以及多普勒頻移f的值。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高速隨機(jī)碼調(diào)制的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法,該方法至少包含以下的步驟:a.通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入所需參數(shù),并送至可編程邏輯控制器件中;b.由隨機(jī)碼發(fā)生器產(chǎn)生隨機(jī)碼送入可編程邏輯控制器件中;c.可編程邏輯控制器件先將隨機(jī)碼延時(shí),并根據(jù)輸入?yún)?shù)查表讀取數(shù)據(jù),然后做組合邏輯運(yùn)算,最后將數(shù)據(jù)送給數(shù)/模轉(zhuǎn)換器;d.數(shù)/膜轉(zhuǎn)換器將數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬波形輸出。該方法采用數(shù)字芯片實(shí)現(xiàn),從而增強(qiáng)了系統(tǒng)的可控制性,提高了可靠性,同時(shí)也降低了硬件成本。
文檔編號(hào)G01S7/40GK1327160SQ0010903
公開(kāi)日2001年12月19日 申請(qǐng)日期2000年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月5日
發(fā)明者余道衡, 董永紅, 晉明武 申請(qǐng)人:北京聞亭科技發(fā)展有限責(zé)任公司