CN103049426A - 一种数字脉冲压缩处理的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及信号处理领域，特别涉及一种DPC处理的方法及设备，用以解决现有技术中存在的基于FPGA的DPC处理的过程灵活性比较差，以及加剧了硬件的负担的问题。本发明实施例提供的DPC处理的方法，包括：针对串行输出的频谱数据中的一个频点数据，产生该频点数据对应的角度值；根据角度值确定旋转矩阵参数；根据频点数据和旋转矩阵参数确定频点加权数据。本发明实施例实现了提高基于FPGA的DPC处理过程的灵活性，以及减轻硬件的负担。

Description

一种数字脉冲压缩处理的方法及设备

技术领域

本发明涉及信号处理领域，特别涉及一种DPC(数字脉冲压缩)处理的方法及设备。

背景技术

现有技术中，随着高分辨雷达的发展，基于FPGA(现场可编程门阵列)的DPC处理的方法日益显示出其价值，其中，基于FPGA的DPC处理的过程如图1所示，针对一个Chirp(啁啾)信号，FFT(快速傅里叶变换)表示将该Chirp信号进行快速傅里叶变换，并串行输出该Chirp信号快速傅里叶变换得到的频谱数据中的多个频点数据；针对每个频点数据，匹配滤波系数ROM(只读存储器)提供一个该频点数据对应的匹配滤波系数，将该频点数据与该频点数据对应的匹配滤波系数进行复数相乘得到频点加权数据；IFFT(快速傅里叶逆变换)表示将得到的频点加权数据的集合进行快速傅里叶逆变换，得到压缩的DPC信号。

由于针对一个Chirp信号，匹配滤波系数ROM需要存储该Chirp信号快速傅里叶变换得到的多个频点数据中的每个频点数据对应的匹配滤波系数，因而，当针对一个Chirp信号，该Chirp信号快速傅里叶变换得到的频点数据的个数较多，或者，当存在多个Chirp信号时，需要大量的存储空间来存储每个频点数据对应的匹配滤波系数，从而加剧了硬件的负担；另外，现有技术中的基于FPGA的DPC处理过程的灵活性比较差，比如，当匹配滤波系数ROM存储了第一Chirp信号对应的频点数据的匹配滤波系数，若输入的Chirp信号从第一Chirp信号变为第二Chirp信号时，匹配滤波系数ROM无法为第二Chirp信号对应的频点数据提供匹配滤波系数。

综上所述，现有的基于FPGA的DPC处理的过程中，需要大量的存储空间来存储每个频点数据对应的匹配滤波系数，从而加剧了硬件的负担，另外，现有技术中的基于FPGA的DPC处理过程的灵活性比较差。

发明内容

本发明实施例提供的一种DPC处理的方法及设备，用以解决现有技术中存在的基于FPGA的DPC处理的过程灵活性比较差，以及加剧了硬件的负担的问题。

本发明实施例提供的一种DPC处理的方法，包括：

针对串行输出的频谱数据中的一个频点数据，产生该频点数据对应的角度值；

根据角度值确定旋转矩阵参数；

根据频点数据和旋转矩阵参数确定频点加权数据。

本发明提供的一种DPC处理的设备，包括角度产生控制器和处理器；

角度产生控制器，用于针对串行输出的频谱数据中的一个频点数据，产生该频点数据对应的角度值；

处理器，用于根据角度值确定旋转矩阵参数，并根据频点数据和旋转矩阵参数确定频点加权数据。

在本发明实施例中，一个Chirp信号经过快速傅里叶变换，得到包含多个频点数据的频谱数据，针对串行输出的频谱数据中的一个频点数据，产生该频点数据对应的角度值，根据角度值确定旋转矩阵参数，根据频点数据和旋转矩阵参数确定频点加权数据，由于采用计算的方式，根据频点数据对应的角度值确定旋转矩阵参数，并能够根据频点数据和旋转矩阵参数直接得到频点加权数据，而不需要采用存储该频点数据对应的匹配滤波系数，并将该频点数据与该频点数据对应的匹配滤波系数进行复数相乘得到频点加权数据的方式，从而不需要存储空间来存储每个频点数据对应的匹配滤波系数，进而减小了硬件的负担，另外，由于采用计算的方式，根据频点数据对应的角度值确定旋转矩阵参数，当Chirp信号改变时，Chirp信号对应的频点数据也会改变，产生的Chirp信号的频点数据对应的角度值也会改变，最终确定的Chirp信号的频点数据对应的频点加权数据也会随着改变，因而实现了针对不同的Chirp信号，能够确定该Chirp信号的频点数据对应的频点加权数据，从而提高了基于FPGA的DPC处理过程的灵活性。

附图说明

图1为现有技术中的基于FPGA的DPC处理过程的结构示意图；

图2为本发明实施例DPC处理的方法流程示意图；

图3为本发明实施例的基于FPGA的DPC处理过程的结构示意图；

图4为本发明实施例DPC处理的设备的结构示意图；

图5为本发明实施例角度产生控制器的结构示意图；

图6为本发明实施例处理器的结构示意图；

图7A-7C分别为本发明实施例的三种校模因子补偿单元结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例，一个Chirp信号经过快速傅里叶变换，得到包含多个频点数据的频谱数据，针对串行输出的频谱数据中的一个频点数据，产生该频点数据对应的角度值，根据角度值确定旋转矩阵参数，根据频点数据和旋转矩阵参数确定频点加权数据，由于采用计算的方式，根据频点数据对应的角度值确定旋转矩阵参数，并能够根据频点数据和旋转矩阵参数直接得到频点加权数据，而不需要采用存储该频点数据对应的匹配滤波系数，并将该频点数据与该频点数据对应的匹配滤波系数进行复数相乘得到频点加权数据的方式，从而不需要存储空间来存储每个频点数据对应的匹配滤波系数，进而减小了硬件的负担，另外，由于采用计算的方式，根据频点数据对应的角度值确定旋转矩阵参数，当Chirp信号改变时，Chirp信号对应的频点数据也会改变，产生的Chirp信号的频点数据对应的角度值也会改变，最终确定的Chirp信号的频点数据对应的频点加权数据也会随着改变，因而实现了针对不同的Chirp信号，能够确定该Chirp信号的频点数据对应的频点加权数据，从而提高了基于FPGA的DPC处理过程的灵活性。

下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。

如图2所示，本发明实施例DPC处理的方法包括下列步骤：

步骤201、针对串行输出的频谱数据中的一个频点数据，产生该频点数据对应的角度值；

步骤202、根据角度值确定旋转矩阵参数；

步骤203、根据频点数据和旋转矩阵参数确定频点加权数据。

较佳地，在步骤201中，根据下列公式确定产生的串行输出的频谱数据中的第n个频点数据对应的角度值：

.........公式一；

其中，α为该频点数据对应的角度值，B为该频点数据对应的信号带宽，T为该频点数据对应的信号时宽，M为串行输出的频谱数据中的频点数据的有效点数，当M≤n≤N-1时，该频点数据对应的频点加权数据为0，

N为串行输出的频谱数据中的频点数据的总个数，n＝0，1，2......N-1，f_s为采样率，mod′2π表示

大于π时减去2π的运算。

实施中，为了满足Chirp信号为零延迟的信号，需要使α的初始值为

根据下列公式计算串行输出的频谱数据中的第n个频点数据对应的角度值与串行输出的频谱数据中的第(n-1)个频点数据对应的角度值的增量：

$\mathrm{\Δ\α}\left(n\right)=\frac{\mathrm{\α}\left(n\right)-\mathrm{\α}(n-1)}{n-(n-1)}=\frac{\mathrm{\πBT}}{M^2}(2n+1)$ .........公式二；

较佳地，该频点数据对应的角度值可以采用自累加的方式产生。

比如，针对串行输出的频谱数据中的第0个频点数据，产生该频点数据对应的角度值为

针对串行输出的频谱数据中的第1个频点数据，此时n＝1，产生该频点数据对应的角度值为

(若

大于π，需要将

减去2π)，针对串行输出的频谱数据中的第2个频点数据，此时n＝2，产生该频点数据对应的角度值为

(若

大于π，需要将减去2π)，针对串行输出的频谱数据中的第3个频点数据，此时n＝3，产生该频点数据对应的角度值为

(若

大于π，需要将

减去2π)。

本发明的DPC处理的方法可以运用于宽带Chirp雷达设计中，如图3所示，针对宽带Chirp雷达的一个Chirp信号，FFT单元将该Chirp信号进行快速傅里叶变换后，串行输出得到的频谱数据中的每个频点数据，针对每个频点数据，由角度产生控制器产生该频点数据对应的角度值。

较佳地，可以在FFT单元和角度产生控制器中设置定时器实现当FFT单元串行输出第n个频点数据时，角度产生控制器产生第n个频点数据对应的角度值。

较佳地，在步骤202中，旋转矩阵参数δ_i的取值范围为：{1，-1}，根据下列公式确定旋转矩阵参数δ_i的具体取值：

${\mathrm{\&delta;}}_i=\left\{\begin{array}{c}1,Z_i\&GreaterEqual;0\\ -1,Z_i<0\end{array}\right.$ .........公式三；

其中，i的取值为：0，1，2，3......m-1，Z_i表示第i次旋转相位累加的部分和。

其中，m的值可以根据需要设定，较佳地，m的值越大，计算得到的频点加权数据的精度越高。

较佳地，m的取值范围为[10，20]。

较佳地，根据下列公式确定Z_i：

Z_i+1＝Z_i-δ_i*β_i.........公式四；

其中，i的取值为：0，1，2，3......m-1，Z_i的初始值为角度值，β_i＝arctan(2^-i)。

下面以确定串行输出的第0个频点数据的旋转矩阵参数为例进行介绍，其它频点数据的旋转矩阵参数的确定方式与本发明实施例确定第0个频点数据的旋转矩阵参数的实施方式类似，在此不再赘述，其中，第0个频点数据对应的角度值为

当i＝0时，Z₀为角度值，即

由于Z₀＜0，则根据公式三可以确定δ₀＝-1；根据公式四可以确定Z₁＝0；

当i＝1，由于Z₁＝0，则根据公式三可以确定δ₁＝1；根据公式四可以确定 $Z_2=0-1*\arctan (1/2)\&ap;-\frac{\mathrm{\&pi;}}{8};$

当i＝2，由于

则根据公式三可以确定δ₂＝-1；根据公式四可以确定 $Z_3=-\frac{\mathrm{\&pi;}}{8}+1*\arctan (1/4)\&ap;-\frac{\mathrm{\&pi;}}{16};$

以此类推，可以求出旋转矩阵参数δ₀～δ_m-1。

本发明的DPC处理的方法可以运用于宽带Chirp雷达设计中，如图3所示，针对宽带Chirp雷达的一个Chirp信号，FFT单元将该Chirp信号进行快速傅里叶变换后，串行输出得到的频谱数据中的每个频点数据，针对每个频点数据，由角度产生控制器产生该频点数据对应的角度值，由处理器根据角度产生控制器产生的角度值确定旋转矩阵参数。

较佳地，在步骤203中，根据根据下列公式确定频点加权数据：

$\left[\begin{array}{c}{x}_i\\ y_i\end{array}\right]=\stackrel{\&OverBar;}{K}\left[\begin{array}{cc}1& -{\mathrm{\&delta;}}_0*2^{-0}\\ {\mathrm{\&delta;}}_0*2^{-0}& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}1& -{\mathrm{\&delta;}}_1*2^{-1}\\ {\mathrm{\&delta;}}_1*2^{-1}& 1\end{array}\right]......\left[\begin{array}{cc}1& -{\mathrm{\&delta;}}_{m-1}*2^{-(m-1)}\\ {\mathrm{\&delta;}}_{m-1}*2^{-(m-1)}& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_0\\ y_0\end{array}\right]$

...公式五；

其中，

是校模因子的倒数，

$\left[\begin{array}{c}{x}_0\\ y_0\end{array}\right]$ 表示频点数据， $\left[\begin{array}{c}{x}_i\\ y_i\end{array}\right]$ 表示频点加权数据。

其中，公式五的确定方式如下：

实施中，Chirp信号的复数表达式为：

$u\left(t\right)=\mathrm{rect}(1/T)*a\left(t\right)*e^{j2\mathrm{\&pi;}(f_{0}t-{\mathrm{kt}}^2/2)}$ .........公式六；

其中，u(t)为Chirp信号，a(t)为复包络，f₀为起始频率，t为时间，k为调频斜率，k＝B/T。

其中，仅当BT》1时，Chirp信号的匹配滤波系数的频域响应才有意义。

较佳地，当BT》1时，Chirp信号的匹配滤波系数的频域响应为：

$U\left(f\right)=\frac{1}{\sqrt{B}}\{\cos (\frac{\mathrm{\&pi;}}{k}{f}^2-\frac{\mathrm{\&pi;}}{4})-j\sin (\frac{\mathrm{\&pi;}}{k}{f}^2-\frac{\mathrm{\&pi;}}{4})\}$ ......公式七；

其中，U(f)为Chirp信号的匹配滤波系数的频域响应，f为频率。

较佳地，为了使Chirp信号为零延迟的信号，则Chirp信号的匹配滤波系数的频域响应与Chirp信号的匹配滤波系数存在共轭的关系，即Chirp信号的匹配滤波系数为：

$U^{*}\left(f\right)=\frac{1}{\sqrt{B}}\{\cos (\frac{\mathrm{\&pi;}}{k}{f}^2-\frac{\mathrm{\&pi;}}{4})+j\sin (\frac{\mathrm{\&pi;}}{k}{f}^2-\frac{\mathrm{\&pi;}}{4})\}$ ......公式八；

其中，U^*(f)为Chirp信号的匹配滤波系数，f为频率。

实施中，针对串行输出的频谱数据中的一个频点数据，可以根据下列公式实现将该频点数据与该频点数据对应的匹配滤波系数进行复数相乘(即计算频点加权数据)：

x_i+jy_i＝(x₀+jy₀)*U^*(f)......公式九；

(x_i+jy_i)表示频点加权数据，(x₀+jy₀)表示频点数据。

较佳地，为了简化运算，将U^*(f)的系数

去掉，其中，将U^*(f)的系数

去掉后，对整体运算结果的影响可以忽略。

进而，公式九可以表示为：

x_i+jy_i＝(x₀+jy₀)*(cosθ+jSinθ)......公式十；

其中， $\mathrm{\&theta;}=\frac{\mathrm{\&pi;}}{k}{f}^2-\frac{\mathrm{\&pi;}}{4}.$

进一步地，公式十可以用矩阵的形式表示为：

$\left[\begin{array}{c}{x}_i\\ y_i\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\&theta;}& -\sin \mathrm{\&theta;}\\ \sin \mathrm{\&theta;}& \cos \mathrm{\&theta;}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_0\\ y_0\end{array}\right]$ ......公式十一；

较佳地，

可以进行离散化处理，离散化处理后的θ可以表示为：

${\mathrm{\&theta;}}^{\&prime;\&prime;}\left(n\right)=(\frac{\mathrm{\&pi;}}{k}{f_D}^2-\frac{\mathrm{\&pi;}}{4}){\mathrm{mod}}^{\&prime;}2\mathrm{\&pi;}={\mathrm{\&theta;}}^{\&prime;}\left(n\right){\mathrm{mod}}^{\&prime;}2\mathrm{\&pi;}$ ......公式十二；

其中，θ″(n)表示离散化处理后的θ，f_D＝nB/M。

较佳地，在坐标旋转数字计算机算法CORDIC中，针对串行输出的频谱数据中的第n个频点数据，θ′(n)可以用下列形式表示：

${\mathrm{\&theta;}}^{\&prime;}\&ap;\underset{i=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&delta;}}_i{\mathrm{\&beta;}}_i$ ......公式十三；

其中，i的取值为：0，1，2，3......，m-1。

由于θ″(n)表示离散化处理后的θ，在公式十一中，可以将θ替换为θ″(n)，而由于θ″(n)＝θ′(n)mod′2π，Sin(2π)cos(2π)＝0，因而在将θ″(n)用于公式十一时，θ′(n)可以替代θ″(n)，即可以用θ′(n)替代θ。

则将公式十三代入公式十一即可得到公式五。

实施中，由于θ′∈(-99.883°，99.883°)，不满足θ″(n)的角度范围，对公式十三增加两次β₀＝45°的迭代，则θ′∈(-189.883°，189.883°)，满足θ″(n)的角度范围。

本发明的DPC处理的方法可以运用于宽带Chirp雷达设计中，如图3所示，由处理器根据旋转矩阵参数确定频点加权数据，并将确定的频点加权数据输出，由IFFT单元将多个频点加权数据的集合进行快速傅里叶逆变换得到压缩的DPC信号。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种DPC处理的设备，由于该设备解决问题的原理与本发明实施例的方法相似，因此该设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

图4为本发明实施例DPC处理的设备的结构示意图，如图所示，本发明实施例DPC处理的设备包括：角度产生控制器401和处理器402，其中：

角度产生控制器401，用于针对串行输出的频谱数据中的一个频点数据，产生该频点数据对应的角度值；

处理器402，用于根据角度值确定旋转矩阵参数，并根据频点数据和旋转矩阵参数确定频点加权数据。

其中，本发明的DPC处理的设备可以运用于宽带Chirp雷达设计中，则本发明的DPC处理的设备还包括FFT单元和IFFT单元，FFT单元，用于将宽带Chirp雷达的Chirp信号进行快速傅里叶变换，串行输出该Chirp信号变换后得到的频谱数据中的每个频点数据，IFFT单元，用于将得到的该Chirp信号对应的每个频点加权数据的集合进行快速傅里叶逆变换，得到压缩的DPC信号，具体如图3所示。

较佳地，角度产生控制器401，具体用于根据公式一确定产生的串行输出的频谱数据中的第n个频点数据对应的角度值。

较佳地，产生第n个频点数据对应的角度值的角度产生控制器的结构如图5所示，在图5中，针对串行输出的频谱数据中的第0个频点数据，产生该频点数据对应的角度值为

因而累加器的初始值设定为针对n∈正整数，给定参数

可以采用一个定点乘法器来实现，n的产生可以采用计数器来实现，通过将n输入移位器得到(2n+1)，利用乘法器实现和(2n+1)的相乘，得到Δα(n)，累加器实现将初始值和多个n取不同值对应的Δα(n)累加，可以通过比较器实现将累加结果与π比较，若大于π，则减去2π，否则不进行处理，最终产生第n个频点数据对应的角度值。

其中，图6为本发明实施例处理器402的结构示意图，如图所示，本发明实施例的处理器402包括坐标旋转数字计算机算法CORDIC子处理器601和校模因子补偿单元602；

CORDIC子处理器601，用于根据角度值确定旋转矩阵参数，并根据频点数据和旋转矩阵参数确定未补偿的频点加权数据；

校模因子补偿单元602，用于根据未补偿的频点加权数据确定频点加权数据。

较佳地，CORDIC子处理器601，具体用于根据公式三确定旋转矩阵参数。

较佳地，CORDIC子处理器601，具体用于根据公式四确定Z_i。

较佳地，CORDIC子处理器601，具体用于根据下列公式确定未补偿的频点加权数据：

$\left[\begin{array}{c}\stackrel{\&OverBar;}{x_i}\\ \stackrel{\&OverBar;}{y_i}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}1& -{\mathrm{\&delta;}}_0*2^{-0}\\ {\mathrm{\&delta;}}_0*2^{-0}& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}1& -{\mathrm{\&delta;}}_1*2^{-1}\\ {\mathrm{\&delta;}}_1*2^{-1}& 1\end{array}\right]......\left[\begin{array}{cc}1& -{\mathrm{\&delta;}}_{m-1}*2^{-(m-1)}\\ {\mathrm{\&delta;}}_{m-1}*2^{-(m-1)}& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_0\\ y_0\end{array}\right]$

......公式十四；

其中， $\left[\begin{array}{c}\stackrel{\&OverBar;}{x_i}\\ \stackrel{\&OverBar;}{y_i}\end{array}\right]$ 表示未补偿的频点加权数据。

较佳地，校模因子补偿单元602确定频点加权数据有多种方式，下面将分别进行介绍。

方式一、校模因子补偿单元602根据下列公式确定频点加权数据；

$\left[\begin{array}{c}{x}_i\\ y_i\end{array}\right]=\stackrel{\&OverBar;}{K}\left[\begin{array}{c}\stackrel{\&OverBar;}{x_i}\\ \stackrel{\&OverBar;}{y_i}\end{array}\right]$ ......公式十五；

方式二、根据第一硬件结构实现确定频点加权数据，即根据第一硬件结构分别实现

与相乘和与

相乘，其中，实现

与

相乘的硬件结构与实现

与

相乘的硬件结构相同，下面以根据第一硬件结构实现

与

相乘为例进行介绍；

较佳地，

为一个固定值，可表示为：

$\stackrel{\&OverBar;}{K}={\left(0.1001101101110100100\right)}_2$ ......公式十六；

根据公式十六，将与

相乘用移位器和加法器实现，如图7A所示，第一硬件结构为校模因子补偿单元，包括十个移位器和九个加法器；

将未补偿的频点加权数据的实部x_i分别右移11位得到第一数据、右移10位得到第二数据、右移9位得到第三数据、右移8位得到第四数据、右移7位得到第五数据和右移5位得到第六数据；

用加法器分别实现将第一数据和第二数据相加得到第七数据、将第三数据和第四数据相加得到第八数据、将第五数据和第六数据相加得到第十数据；

用加法器实现将第七数据和第八数据相加得到第九数据；

将未补偿的频点加权数据的实部x_i分别右移4位得到第十一数据、右移1位得到第十二数据；

用加法器分别实现将第十一数据和第十二数据相加得到第十三数据、将第十三数据和第十数据相加得到第十四数据、将第九数据和第十四数据相加得到第十五数据；

将未补偿的频点加权数据的实部x_i分别右移15位得到第十六数据、右移13位得到第十七数据；

用加法器分别实现将第十六数据和第十七数据相加得到第十八数据、将第十八数据和第十五数据相加得到第十九数据；

用加法器实现根据第十九数据确定频点加权数据。

若第十九数据为67，则频点加权数据的实部为0.67；若采用相同的结构确定

与相乘对应的数据为89，则频点加权数据的实部为0.89；则频点加权数据为：0.67+j0.89。

方式三、根据第二硬件结构实现确定频点加权数据，即根据第二硬件结构分别实现

与

相乘和与

相乘，其中，实现与

相乘的硬件结构与实现

与

相乘的硬件结构相同，下面以根据第二硬件结构实现

与

相乘为例进行介绍；

较佳地， $\stackrel{\&OverBar;}{K}={\left(0.1001101101110100100\right)}_2,$ 为一个固定值，对

进行变换，可表示为：

$\stackrel{\&OverBar;}{K}={\left(0.1010010010010101000\right)}_{\mathrm{CSD}}$ ......公式十七；

根据公式十七，将

与

相乘用移位器和加法器实现，如图7B所示，第二硬件结构为校模因子补偿单元，包括七个移位器和六个加法器；

将未补偿的频点加权数据的实部x_i分别右移1位得到第一数据、右移3位得到第二数据、右移14位得到第三数据、右移6位得到第四数据；

用加法器分别实现将第一数据和第二数据相加得到第五数据、将第三数据和第四数据相减得到第六数据、将第五数据和第六数据相加得到第七数据；

将未补偿的频点加权数据的实部x_i右移12位得到第八数据；

用加法器实现将第七数据和第八数据相减得到第九数据；

将未补偿的频点加权数据的实部x_i分别右移16位得到第十数据、右移9位得到第十一数据；

用加法器分别实现将第十数据和第十一数据相减得到第十二数据、将第十二数据和第九数据相加得到第十三数据；

用加法器实现根据第十三数据确定频点加权数据。

若第十三数据为67，则频点加权数据的实部为0.67；若采用相同的结构确定

与

相乘对应的数据为89，则频点加权数据的实部为0.89；则频点加权数据为：0.67+j0.89。

方式四、根据第三硬件结构实现确定频点加权数据，即根据第三硬件结构分别实现

与

相乘和

与

相乘，其中，实现

与

相乘的硬件结构与实现

与

相乘的硬件结构相同，下面以根据第三硬件结构实现

与

相乘为例进行介绍；

较佳地， $\stackrel{\&OverBar;}{K}={\left(0.1001101101110100100\right)}_2,$ 为一个固定值，对

进行变换，

可表示为：

$\stackrel{\&OverBar;}{K}={\left(0.1001101101110100100\right)}_2=[{\left(0.0000000100000100\right)}_2*{\left(1001\right)}_2+{\left(0.0000000000000001\right)}_2]*{\left(0.0000000000010001\right)}_2$ ......公式十八；

根据公式十八，将

与

相乘用移位器和加法器实现，如图7C所示，第三硬件结构为校模因子补偿单元，包括第一移位器、第二移位器、第三移位器、第四移位器、第五移位器、第六移位器、第一加法器、第二加法器、第三加法器和第四加法器；

第一移位器，用于将未补偿的频点加权数据右移8位得到第一数据；

第二移位器，用于将未补偿的频点加权数据右移14位得到第二数据；

第一加法器，用于将第一数据和第二数据进行加法运算得到第三数据；

第三移位器，用于将第三数据左移3位得到第四数据；

第二加法器，用于将第三数据和第四数据进行加法运算得到第五数据；

第四移位器，用于将未补偿的频点加权数据右移16位得到第六数据；

第三加法器，用于将第五数据和第六数据进行加法运算得到第七数据；

第五移位器，用于将第七数据右移12位得到第八数据；

第六移位器，用于将第七数据右移16位得到第九数据；

第四加法器，用于将第八数据和第九数据进行加法运算得到频点加权数据过程值，并根据频点加权数据过程值确定频点加权数据。

若频点加权数据过程值为67，则频点加权数据的实部为0.67；若采用相同的结构确定

与

相乘对应的数据为89，则频点加权数据的实部为0.89；则频点加权数据为：0.67+j0.89。

从本发明的实施例可以看出对进行适当的变形，就可以得到确定频点加权数据的不同的硬件结构，其实施方式与本发明实施例实施方式类似，在此不再赘述。

其中，本发明的DPC处理的方法和设备可以运用于宽带Chirp雷达设计中，用于将宽带Chirp雷达的Chirp信号进行处理，得到压缩的DPC信号，然而，本发明的DPC处理的方法和设备不限于运用于宽带Chirp雷达设计中，也可以运用于需要信号压缩处理的其他设计中。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种数字脉冲压缩DPC处理的方法，其特征在于，该方法包括：

针对串行输出的频谱数据中的一个频点数据，产生该频点数据对应的角度值；

根据所述角度值确定旋转矩阵参数；

根据所述频点数据和所述旋转矩阵参数确定频点加权数据。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据下列公式确定所述串行输出的频谱数据中的第n个频点数据对应的角度值：

其中，α为该频点数据对应的角度值，B为该频点数据对应的信号带宽，T为该频点数据对应的信号时宽，M为串行输出的频谱数据中的频点数据的有效点数，

N为串行输出的频谱数据中的频点数据的总个数，f_s为采样率，mod′2π表示

大于π时减去2π的运算。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据下列公式确定旋转矩阵参数：

${\mathrm{\&delta;}}_i=\left\{\begin{array}{c}1,Z_i\&GreaterEqual;0\\ -1,Z_i<0\end{array}\right.$

其中，i的取值为：0，1，2，3......，δ_i为旋转矩阵参数，Z_i表示第i次旋转相位累加的部分和。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据下列公式确定Z_i：

Z_i+1＝Z_i-δ_i*β_i

其中，Z_i的初始值为所述角度值，β_i＝arctan(2^-i)。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述频点数据和所述旋转矩阵参数确定频点加权数据包括：

根据下列公式确定频点加权数据：

$\left[\begin{array}{c}{x}_i\\ y_i\end{array}\right]=\stackrel{\&OverBar;}{K}\left[\begin{array}{cc}1& -{\mathrm{\&delta;}}_0*2^{-0}\\ {\mathrm{\&delta;}}_0*2^{-0}& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}1& -{\mathrm{\&delta;}}_1*2^{-1}\\ {\mathrm{\&delta;}}_1*2^{-1}& 1\end{array}\right]......\left[\begin{array}{cc}1& -{\mathrm{\&delta;}}_{m-1}*2^{-(m-1)}\\ {\mathrm{\&delta;}}_{m-1}*2^{-(m-1)}& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_0\\ y_0\end{array}\right]$

其中，

是校模因子的倒数，m为常数， $\left[\begin{array}{c}{x}_0\\ y_0\end{array}\right]$ 表示所述频点数据， $\left[\begin{array}{c}{x}_i\\ y_i\end{array}\right]$ 表示频点加权数据。

6.一种数字脉冲压缩DPC处理的设备，其特征在于，该设备包括角度产生控制器和处理器；

角度产生控制器，用于针对串行输出的频谱数据中的一个频点数据，产生该频点数据对应的角度值；

处理器，用于根据所述角度值确定旋转矩阵参数，并根据所述频点数据和所述旋转矩阵参数确定频点加权数据。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述角度产生控制器，具体用于根据下列公式确定所述串行输出的频谱数据中的第n个频点数据对应的角度值：

其中，α为该频点数据对应的角度值，B为该频点数据对应的信号带宽，T为该频点数据对应的信号时宽，M为串行输出的频谱数据中的频点数据的有效点数，

N为串行输出的频谱数据中的频点数据的总个数，f_s为采样率，mod′2π表示

大于π时减去2π的运算。

8.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述处理器包括坐标旋转数字计算机算法CORDIC子处理器和校模因子补偿单元；

CORDIC子处理器，用于根据所述角度值确定旋转矩阵参数，并根据所述频点数据和所述旋转矩阵参数确定未补偿的频点加权数据；

校模因子补偿单元，用于根据所述未补偿的频点加权数据确定频点加权数据。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述CORDIC子处理器，具体用于根据下列公式确定旋转矩阵参数：

${\mathrm{\&delta;}}_i=\left\{\begin{array}{c}1,Z_i\&GreaterEqual;0\\ -1,Z_i<0\end{array}\right.$

其中，i的取值为：0，1，2，3......，δ_i为旋转矩阵参数，Z_i表示第i次旋转相位累加的部分和。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述CORDIC子处理器，具体用于根据下列公式确定Z_i：

Z_i+1＝Z_i-δ_i*β_i

其中，Z_i的初始值为所述角度值，β_i＝arctan(2^-i)。

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述CORDIC子处理器，具体用于根据下列公式确定未补偿的频点加权数据：

$\left[\begin{array}{c}\stackrel{\&OverBar;}{x_i}\\ \stackrel{\&OverBar;}{y_i}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}1& -{\mathrm{\&delta;}}_0*2^{-0}\\ {\mathrm{\&delta;}}_0*2^{-0}& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}1& -{\mathrm{\&delta;}}_1*2^{-1}\\ {\mathrm{\&delta;}}_1*2^{-1}& 1\end{array}\right]......\left[\begin{array}{cc}1& -{\mathrm{\&delta;}}_{m-1}*2^{-(m-1)}\\ {\mathrm{\&delta;}}_{m-1}*2^{-(m-1)}& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_0\\ y_0\end{array}\right]$

其中，m为常数， $\left[\begin{array}{c}{x}_0\\ y_0\end{array}\right]$ 表示所述频点数据， $\left[\begin{array}{c}\stackrel{\&OverBar;}{x_i}\\ \stackrel{\&OverBar;}{y_i}\end{array}\right]$ 表示未补偿的频点加权数据。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述校模因子补偿单元，具体用于根据下列公式确定频点加权数据：

$\left[\begin{array}{c}{x}_i\\ y_i\end{array}\right]=\stackrel{\&OverBar;}{K}\left[\begin{array}{c}\stackrel{\&OverBar;}{x_i}\\ \stackrel{\&OverBar;}{y_i}\end{array}\right]$

其中， $\left[\begin{array}{c}{x}_i\\ y_i\end{array}\right]$ 表示频点加权数据，

为校模因子的倒数。

13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，

所述校模因子补偿单元包括第一移位器、第二移位器、第三移位器、第四移位器、第五移位器、第六移位器、第一加法器、第二加法器、第三加法器和第四加法器；

第一移位器，用于将未补偿的频点加权数据右移8位得到第一数据；

第二移位器，用于将所述未补偿的频点加权数据右移14位得到第二数据；

第一加法器，用于将所述第一数据和所述第二数据进行加法运算得到第三数据；

第三移位器，用于将所述第三数据左移3位得到第四数据；

第二加法器，用于将所述第三数据和所述第四数据进行加法运算得到第五数据；

第四移位器，用于将所述未补偿的频点加权数据右移16位得到第六数据；

第三加法器，用于将所述第五数据和所述第六数据进行加法运算得到第七数据；

第五移位器，用于将所述第七数据右移12位得到第八数据；

第六移位器，用于将所述第七数据右移16位得到第九数据；

第四加法器，用于将所述第八数据和所述第九数据进行加法运算得到频点加权数据过程值，并根据频点加权数据过程值确定频点加权数据。

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