毫米波调频引信的优化二维FFT信号处理算法

针对毫米波调频引信对目标距离速度信息联合估计的问题,提出一种基于相对距离评价函数优化的二维快速傅里叶变换(FFT)信号处理算法。首先,通过分析二维FFT算法实际测距测速精度与FFT点数的关系,建立了优化数学模型,利用相对距离评价函数对数学模型求解,得到FFT点数最优解;然后,采样将差频信号数据转换成二维数据矩阵,分别对矩阵的行列进行相应FFT变换;最后,通过提取峰值点的坐标估计目标的距离速度信息。结果表明:该算法有效提高了传统二维FFT算法的测距测速精度,并且满足实时性要求,能够同时提取毫米波调频引信的目标距离速度信息。

基于FPGA的毫米波调频引信信号处理设计及实现

为了满足弹载引信探测系统的高速、高精度、复杂算法的实时信号处理要求,设计了一种基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的差频回波信号处理系统。针对传统的峰值检索目标检测算法在实际应用中误爆概率高的不足,根据CA-CFAR(单元平均恒虚警)检测理论以及LFMCW引信回波频谱特性,设计了频域CFAR(Constant False Alarm Rate)目标检测算法。在Matlab环境中对差频回波信号处理算法进行仿真,主要包括FIR、FFT、MTI、CFAR等。以Xilinx Virtex-5系列芯片XC5VLX50T和AD9230为核心,调用相关IP核,并结合Verilog HDL硬件电路设计语言,实现回波信号处理算法的硬件结构。仿真及实测结果表明:FIR、FFT、MTI、CFAR、目标判别等模块性能均能满足设计要求,该信号处理系统能够满足实时性要求,实现2.5m至3.5m范围内高精度稳定起爆。