基于FPGA的数字脉冲压缩系统实现

文章摘要：ADC输入数据为14 b的二进制补码形式，对其低位补零扩展为16 b(IP核要求的输入精度)后送入FFT运算单元，输出结果为16 b的定点数以及指数EXP1。复乘包括乘法和累加运算，即FFT结果与匹配系数进行16 b×16 b的乘法运算，所得结果再进行加法运算；在进行加法运算前，所有数据扩展为33 b以防止溢出的发生，最终数据截取高16 b送入IFFT处理单元，输出为16 b的定点数和指数EXP2，将其与EXPl相加后得到指数EXP。脉压的最终结果即为IFFT后的16 b定点数以及指数EXP，两者分别存储在FPGA片内RAM中。2．3 脉冲压缩模块的测试设输入理想LFM信号参数如下：带宽B=4

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　　ADC输入数据为14 b的二进制补码形式，对其低位补零扩展为16 b(IP核要求的输入精度)后送入FFT运算单元，输出结果为16 b的定点数以及指数EXP1。复乘包括乘法和累加运算，即FFT结果与匹配系数进行16 b×16 b的乘法运算，所得结果再进行加法运算；在进行加法运算前，所有数据扩展为33 b以防止溢出的发生，最终数据截取高16 b送入IFFT处理单元，输出为16 b的定点数和指数EXP2，将其与EXPl相加后得到指数EXP。脉压的最终结果即为IFFT后的16 b定点数以及指数EXP，两者分别存储在FPGA片内RAM中。

　　2．3 脉冲压缩模块的测试

　　设输入理想LFM信号参数如下：带宽B=40 MHz；时宽T=6μs；系统样本速率为60 MHz；使用海明窗加权。在上述条件下，脉冲压缩系统的输出结果对数图如图6所示。

　　在图6中，横轴代表距离采样单元，即系统最小距离分辨率。通过系统实际处理结果与Madab仿真结果的对比验证了设计的正确性和实用性。

　　3 结语

　　系统采用ADS5500完成14位、60 MSPS的数据采集，并在FPGA中实现1 024点的数字脉冲压缩。设计采用并行流水方式提高工作速度，而块浮点算法则充分保证运算的精度。IP核的复用大大降低硬件规模，从而使整个系统具有高速度、高精度和低功耗的特点。

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