CN109856599A - 一种基于dsp与服务器的阵列雷达信号处理系统及方法 - Google Patents
一种基于dsp与服务器的阵列雷达信号处理系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109856599A CN109856599A CN201811583847.1A CN201811583847A CN109856599A CN 109856599 A CN109856599 A CN 109856599A CN 201811583847 A CN201811583847 A CN 201811583847A CN 109856599 A CN109856599 A CN 109856599A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- dsp
- signal processing
- server
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 11
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 24
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 13
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于DSP与服务器的阵列雷达信号处理系统,该系统包括AD采集模块,用于采集雷达回波信号;服务器上位机模块,通过网络通信模块接收AD采集模块的信号,并将信号传输至DSP信号处理模块;PCIE数据传输模块,用于服务器上位机模块和DSP信号处理模块之间的通信与数据传输;DSP信号处理模块,用于对服务器上位机模块传输的数据进行处理;网络通信模块,用于实现服务器上位机模块和AD采集模块的通信与数据传输。本发明的阵列雷达信号处理系统通过网络通信来接收雷达采集数据,可将多路AD采集模块采集的数据上传到服务器进行处理,可用于同时监测不同区域的情况,大大增强了雷达性能和探测范围,较为灵活方便,同时也满足了实时性要求。
Description
技术领域
本发明属于雷达信号处理领域,特别是一种基于DSP与服务器的阵列雷达信号处理系统及方法。
背景技术
雷达是一个集合了当代最先进电子技术的系统,随着雷达技术的快速发展,雷达在功能和性能上都有了极大的扩展和提高,无论在军用还是民用领域都发挥着举足轻重的作用。作为雷达观测的各种目标对象的飞行性能也不断提高,雷达回波信号的组成成份也变得日益多元化。通过对雷达回波信号的加工,消除和降低在复杂的雷达回波信号中干扰、噪声及由这些干扰、噪声引起的不确定性,从而提高目标的分辨率,获取有用的目标信息,已成为提高雷达整体系统性能的关键。
传统的雷达不仅体积较大,内部结构复杂,不利于携带;且内部处理板卡通用性较差,不适合大面积的使用;同时传统雷达上位机的控制传输距离短,数据传输速率低,系统稳定性差,不适用于对指定多个区域进行观测,无法满足当今越来越复杂的应用环境。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于DSP与服务器的阵列雷达信号处理系统及方法,在保证数据准确的同时,满足实时性的要求。
实现本发明目的的技术解决方案为:一种基于DSP与服务器的阵列雷达信号处理系统,包括AD采集模块、服务器上位机模块、PCIE数据传输模块、DSP信号处理模块,其中:
所述AD采集模块,用于采集雷达回波信号,并完成模拟信号到数字信号的转换;
所述服务器上位机模块,通过网络通信模块接收AD采集模块的信号,并将信号通过PCIE口传输至DSP信号处理模块内部的DDR3;
所述PCIE数据传输模块,用于实现服务器上位机模块和DSP信号处理模块之间的通信与数据传输;
所述DSP信号处理模块,用于对服务器上位机模块传输的数据进行宽窄脉冲分离处理、数字下变频的处理、数字波束形成处理以及脉冲压缩和动检测处理,并将处理结果返回至服务器上位机模块。
本发明与现有技术相比,其显著优点为:1)本发明可以对AD采集信号进行实时处理,并将得到的信息显示在上位机,可视化效果较好;2)本发明的系统具有开发周期短、设计灵活、成本低等优点,在进行外场实验时方便可靠,只需要放置在雷达前端;3)本发明可以对在多个区域进行远程监控,将多个区域信息汇总。
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。
附图说明
图1为本发明基于DSP与服务器的阵列雷达信号处理系统的结构框图。
图2为本发明中AD采样模块的结构框图。
图3为本发明中上位机网络通信模块的结构框图。
图4为本发明中DSP信号处理模块的结构框图。
具体实施方式
结合图1,本发明基于DSP与服务器的阵列雷达信号处理系统,包括AD采集模块、服务器上位机模块、PCIE数据传输模块、DSP信号处理模块;
AD采集模块,用于采集雷达回波信号,并完成模拟信号到数字信号的转换;
服务器上位机模块,通过网络通信模块接收AD采集模块的信号,并将信号通过PCIE口传输至DSP信号处理模块内部的DDR3;
PCIE数据传输模块,用于实现服务器上位机模块和DSP信号处理模块之间的通信与数据传输;
DSP信号处理模块,用于对服务器上位机模块传输的数据进行宽窄脉冲分离处理、数字下变频的处理、数字波束形成处理以及脉冲压缩和动检测处理,并将处理结果返回至服务器上位机模块。
进一步地,AD采集模块包括:
AD芯片,用于采集雷达回波信号;
AD配置模块,根据用户需求选择AD芯片的工作模式;
数据采集模块,通过ISERDES原语对AD芯片采集到的雷达回波信号进行降速处理。
作为一种具体示例,结合图2,AD芯片选用AD9253,具有两个转换通道,每个通道位宽为16bit,最大转换速率为20MSPS,1.8V供电。
AD采集模块工作方式为:
(1)根据AD9253芯片手册的SPI配置说明对相应的寄存器进行赋值,选用位宽为16bit的DDR模式进行采集。
(2)配置完成后,FPGA对采集到的数据进行接收并拼接。AD9253将1路8位数进行拼接,每一路数据的数据率为80MHz。其中串转并(ISERDS)模块将1路转成8路,位宽变为16bit、数据率降为20MHz,最后根据采集顺序拼接。
进一步地,服务器上位机模块包括:
上位机网络通信模块,用于接收AD采集模块通过网络通信模块传输过来的数据;
上位机数据传输模块,用于产生PCIE初始化参数,将上位机网络通信模块接收到的数据传送到DSP信号处理模块,并接收DSP模块信号处理后的数据。
进一步地,上位机网络通信模块包括:
本机IP地址获取模块,用于获取服务器上位机的IP地址;
UDP组播通信模块,用于传输AD采集模块采集的数据;
数据解析模块,将二进制数据解析为相应的十进制雷达回波数据。
作为一种具体示例,结合图3,上位机网络通信模块包括:
本机IP地址获取模块,利用QNetworkInterface类获取服务器上位机的IP地址;
UDP组播通信模块,利用QUdpSocket套接字传输AD采集模块采集的数据;
数据解析模块,将二进制数据解析为相应的十进制雷达回波数据。
进一步地,PCIE数据传输模块包括:
PLX PEX8624PCIe开关,用于控制数据传输的速率和各个车道的开闭;
Xilinx XC3S200AN FPGA,用于控制PLX PEX8624PCIe开关,以及为DSP信号处理模块提供控制信号。
进一步地,DSP信号处理模块包括依次相连的FIR滤波器模块、数字下变频模块、数字波束形成模块、脉冲压缩模块、动目标检测模块,其中,
FIR滤波器模块,用于分离宽窄脉冲;
数字下变频模块,用于产生I/Q正交信号;
数字波束形成模块,用于产生宽窄脉冲左右子波束;
脉冲压缩模块,用于检测目标的距离信息;
动目标检测模块,用于检测目标的速度信息。
作为一种具体示例,结合图4,DSP信号处理模块包括依次相连的FIR滤波器模块、数字下变频模块、数字波束形成模块、脉冲压缩模块、动目标检测模块,其中,
FIR滤波器模块,用于分离宽窄脉冲,并将分离出的宽脉冲与窄脉冲进行截取;
数字下变频模块,用于将宽窄脉冲信号与本振信号进行相乘,随后进行低通滤波和下抽取,产生I/Q正交信号,对I/Q正交信号进行合并形成复信号;
数字波束形成模块,用于将宽窄脉冲复信号乘上左右权值,产生宽窄脉冲左右子波束;
脉冲压缩模块,利用匹配滤波的方法对形成的宽窄左右波束信号进行脉冲压缩,获得目标的距离信息,并对宽窄脉冲进行合并;
动目标检测模块,使用多普勒滤波器组的方法对形成的左波束和右波束信号进行动目标检测,获得目标的速度信息。
DSP信号处理模块工作方式为:
(1)进行PCIE启动加载,PCIe首先在硬件上完成物理层的链路训练,上位机上的操作系统在进行PCIe总线枚举,之后上位机上的存储器与DSP上的存储器进行内存映射。DSP通过存储器的读写API接口函数将解析文件读入存储器,并将程序入口地址1写入BootMagic Address中,DSP便从指定位置开始运行程序。DSP上电后将相关引脚电平存储在DEVSTAT寄存器的Boot mode字段中,DSP选择PCIe boot模式。在此模式下,主机负责配置DSP内存空间,直接将所有代码写到DSP存储空间来实现代码加载过程。完成配置后开始进行上位机和DSP的数据传输。
(2)配置完成后,主控制核通过IPC发送MessageQ消息唤醒其他从核,从核接收到消息后开始对数据进行信号处理,由于发射信号为宽窄脉冲复合信号,首先进行将单阵元信号通过FIR滤波器器进行宽窄脉冲分离,得到宽脉冲与窄脉冲
(3)对宽窄脉冲信号进行数字下变频,对形成的I/Q正交信号进行低通滤波,滤出基带信号,合并为复信号并进行下抽取,得到降速后宽窄脉冲复信号。
(4)对宽窄脉冲复信号乘上左右权值,将多阵元的信号进行求和,形成宽窄脉冲左右子波束
(5)用匹配滤波器分别对宽窄脉冲左右子波束进行脉冲压缩,得到目标距离门信息
(6)对宽窄脉冲左波束与右波束进行合并,并用多普勒滤波器进行MTD处理,得到目标速度信息
(7)将处理后的数据通过PCIE接口传到上位机进行处理并显示。
进一步地,基于上述系统的阵列雷达信号处理方法,包括以下步骤:
步骤1、通过AD采集模块采集回波信号,并将模拟信号转换为数字信号;
步骤2、将步骤1获得的信号通过网络通信模块传输至服务器上位机模块;
步骤3、服务器上位机模块通过PCIE口将其接收到的信号传输至DSP信号处理模块内部的DDR3;
步骤4、DSP信号处理模块将接收到的信号进行宽窄脉冲分离处理、数字下变频的处理、数字波束形成处理以及脉冲压缩和MTD处理,并将处理后的信号返回至服务器上位机模块。
本发明的阵列雷达信号处理系统通过网络通信来接收雷达采集数据,可将多路AD采集模块采集的数据上传到服务器进行处理,可用于同时监测不同区域的情况,大大增强了雷达性能和探测范围,较为灵活方便,同时也满足了实时性要求。
Claims (8)
1.一种基于DSP与服务器的阵列雷达信号处理系统,其特征在于,包括AD采集模块、服务器上位机模块、PCIE数据传输模块、DSP信号处理模块;
所述AD采集模块,用于采集雷达回波信号,并完成模拟信号到数字信号的转换;
所述服务器上位机模块,通过网络通信模块接收AD采集模块的信号,并将信号通过PCIE口传输至DSP信号处理模块内部的DDR3;
所述PCIE数据传输模块,用于实现服务器上位机模块和DSP信号处理模块之间的通信与数据传输;
所述DSP信号处理模块,用于对服务器上位机模块传输的数据进行宽窄脉冲分离处理、数字下变频的处理、数字波束形成处理以及脉冲压缩和动检测处理,并将处理结果返回至服务器上位机模块。
2.根据权利要求1所述的基于DSP与服务器的阵列雷达信号处理系统,其特征在于,所述AD采集模块包括:
AD芯片,用于采集雷达回波信号;
AD配置模块,根据用户需求选择AD芯片的工作模式;
数据采集模块,通过ISERDES原语对AD芯片采集到的雷达回波信号进行降速处理。
3.根据权利要求2所述的基于DSP与服务器的阵列雷达信号处理系统,其特征在于,所述AD芯片采用AD9253芯片。
4.根据权利要求1所述的基于DSP与服务器的阵列雷达信号处理系统,其特征在于,所述服务器上位机模块包括:
上位机网络通信模块,用于接收AD采集模块传输的数据;
上位机数据传输模块,用于产生PCIE初始化参数,将上位机网络通信模块接收到的数据传送到DSP信号处理模块,并接收DSP模块信号处理后的数据。
5.根据权利要求4所述的基于DSP与服务器的阵列雷达信号处理系统,其特征在于,所述上位机网络通信模块包括:
本机IP地址获取模块,用于获取服务器上位机的IP地址;
UDP组播通信模块,用于传输AD采集模块采集的数据;
数据解析模块,将二进制数据解析为相应的十进制雷达回波数据。
6.根据权利要求1所述的基于DSP与服务器的阵列雷达信号处理系统,其特征在于,所述PCIE数据传输模块包括:
PLX PEX8624 PCIe开关,用于控制数据传输的速率和各个车道的开闭;
Xilinx XC3S200AN FPGA,用于控制PLX PEX8624 PCIe开关,以及为DSP信号处理模块提供控制信号。
7.根据权利要求1所述的基于DSP与服务器的阵列雷达信号处理系统,其特征在于,所述DSP信号处理模块包括依次相连的FIR滤波器模块、数字下变频模块、数字波束形成模块、脉冲压缩模块、动目标检测模块,其中,
FIR滤波器模块,用于分离宽窄脉冲;
数字下变频模块,用于产生I/Q正交信号;
数字波束形成模块,用于产生宽窄脉冲左右子波束;
脉冲压缩模块,用于检测目标的距离信息;
动目标检测模块,用于检测目标的速度信息。
8.基于权利要求1所述系统的阵列雷达信号处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、通过AD采集模块采集回波信号,并将模拟信号转换为数字信号;
步骤2、将步骤1获得的信号通过网络通信模块传输至服务器上位机模块;
步骤3、服务器上位机模块通过PCIE口将其接收到的信号传输至DSP信号处理模块内部的DDR3;
步骤4、DSP信号处理模块将接收到的信号进行宽窄脉冲分离处理、数字下变频的处理、数字波束形成处理以及脉冲压缩和MTD处理,并将处理后的信号返回至服务器上位机模块。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811583847.1A CN109856599A (zh) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | 一种基于dsp与服务器的阵列雷达信号处理系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811583847.1A CN109856599A (zh) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | 一种基于dsp与服务器的阵列雷达信号处理系统及方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109856599A true CN109856599A (zh) | 2019-06-07 |
Family
ID=66892014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811583847.1A Pending CN109856599A (zh) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | 一种基于dsp与服务器的阵列雷达信号处理系统及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109856599A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110427223A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-11-08 | 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 | 一种基于上位机pcie总线动态加载多核dsp的方法及系统 |
CN111123259A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-05-08 | 南京理工大学 | 基于多核dsp的雷达信号处理和航迹处理系统及方法 |
CN111830478A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-10-27 | 哈尔滨工程大学 | 一种lfmcw雷达mtd处理的fpga实现方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103294836A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-09-11 | 西安电子科技大学 | 基于pcie的雷达数据采集显控系统及其方法 |
CN103336279A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-10-02 | 西安电子科技大学 | 弹载sar成像实时信号处理系统 |
JP2014062804A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Mitsubishi Electric Corp | Fmcwレーダ装置およびfmcwレーダ用信号処理方法 |
CN105045763A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-11-11 | 北京航空航天大学 | 一种基于fpga+多核dsp的pd雷达信号处理系统及其并行实现方法 |
CN208207200U (zh) * | 2018-06-04 | 2018-12-07 | 西北工业大学 | 一种基于多通道穿墙雷达数据采集的高分辨目标成像系统 |
-
2018
- 2018-12-24 CN CN201811583847.1A patent/CN109856599A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014062804A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Mitsubishi Electric Corp | Fmcwレーダ装置およびfmcwレーダ用信号処理方法 |
CN103294836A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-09-11 | 西安电子科技大学 | 基于pcie的雷达数据采集显控系统及其方法 |
CN103336279A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-10-02 | 西安电子科技大学 | 弹载sar成像实时信号处理系统 |
CN105045763A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-11-11 | 北京航空航天大学 | 一种基于fpga+多核dsp的pd雷达信号处理系统及其并行实现方法 |
CN208207200U (zh) * | 2018-06-04 | 2018-12-07 | 西北工业大学 | 一种基于多通道穿墙雷达数据采集的高分辨目标成像系统 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110427223A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-11-08 | 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 | 一种基于上位机pcie总线动态加载多核dsp的方法及系统 |
CN111123259A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-05-08 | 南京理工大学 | 基于多核dsp的雷达信号处理和航迹处理系统及方法 |
CN111830478A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-10-27 | 哈尔滨工程大学 | 一种lfmcw雷达mtd处理的fpga实现方法 |
CN111830478B (zh) * | 2020-07-08 | 2022-06-17 | 哈尔滨工程大学 | 一种lfmcw雷达mtd处理的fpga实现方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109856599A (zh) | 一种基于dsp与服务器的阵列雷达信号处理系统及方法 | |
CN105045763B (zh) | 一种基于fpga+多核dsp的pd雷达信号处理系统及其并行实现方法 | |
CN108563144B (zh) | 一种弹载雷达信号处理半实物仿真测试系统 | |
CN104866452B (zh) | 基于fpga和tl16c554a的多串口扩展方法 | |
CN101799321A (zh) | 智能振动监测系统 | |
CN110471880A (zh) | 一种基于FPGA支持Label号筛选的ARINC429总线模块及其数据传输方法 | |
CN203133273U (zh) | 基于cpci总线的高频地波雷达数据采集和处理装置 | |
CN111123259A (zh) | 基于多核dsp的雷达信号处理和航迹处理系统及方法 | |
CN102819021A (zh) | 一种多功能超声波测距数据采集系统及方法 | |
CN111736115A (zh) | 基于改进型sgdma+pcie的mimo毫米波雷达高速传输方法 | |
CN101404545A (zh) | 水声通信处理平台 | |
CN110095761B (zh) | 基于MicroBlaze的MIMO雷达回波生成方法 | |
CN104754249A (zh) | 一种应用于水下成像声纳的信号处理系统 | |
CN105515610B (zh) | 一种数字接收机模块及其信号处理方法与射频卡布线方法 | |
CN102467581B (zh) | 超声数据采集芯片 | |
CN110932748B (zh) | 一种大规模天线阵数字波控信号接口设计方法 | |
CN109901128A (zh) | 基于fpga的微波报靶信号处理系统 | |
CN103135097B (zh) | 一种基于fpga的16通道双模式雷达数字下变频方法 | |
CN111381536A (zh) | 一种tms320f28系列dsp的激励采集系统 | |
CN116106846A (zh) | 基于Qt的雷达信号处理和数据处理系统及方法 | |
CN111290889B (zh) | 基于fpga的面向通用处理器的测试方法及系统 | |
CN104572515B (zh) | 跟踪模块、方法、系统和片上系统芯片 | |
CN106502147B (zh) | 一种基于fpga的水声信道中单频脉冲检测和参数估计的装置 | |
CN201994962U (zh) | 基于fpga芯片架构技术的以太网到e1信道适配器 | |
CN113433516B (zh) | 一种多雷达目标信号同步注入系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190607 |