一种目标轨迹递推方法与FPGA实现结构

本发明涉及数字或模拟体制的雷达目标模拟方法和设备，属于雷达测试领域。

背景技术：

1、雷达目标模拟器是用来给雷达模拟目标的一种电子测量测试设备，用于雷达的研发与生产。雷达目标模拟器模拟的是目标的特性，目标往往是运动的，一般为匀加速的直线运动目标。在很多的应用场合下，现有雷达目标模拟器的轨迹的更新速率一般只能达到毫秒级，目标轨迹推算可以在数字信号处理器(digital signal processor，dsp)中进行。但是在需要目标更新率高的应用场合下，比如说基于频域补偿类的目标模拟器，其对目标更新速率的要求会达到十纳秒量级。在这种情况下，目标轨迹的推算不适合放在dsp中进行计算，而只能放到fpga中，以满足更新速率的要求。此时目标计算速率基本上与采样率相当，而不是与脉冲重复周期相当。

2、传统的轨迹计算方法需要占用fpga中的乘法器资源，而fpga中的乘法器资源非常的宝贵，需要尽可能的节省。在需要高精度距离计算的场合下，距离精度需要达到0.001mm，而距离范围需要达到1000km，这使得距离定点的表达位数需要达到40比特，中间计算过程的变量可能需要达到70bit。这对乘法器的资源消耗较大。如果采用double型的数据类型，其乘法操作需要的乘法器数量也是非常地多，而且容易存在时序问题。另一方面，乘法器的数量需求是跟着目标数量成正比的，在多目标的场合下，为了保证计算精度和动态范围，需要乘法器的数量达到几百个。这大大影响了模拟器模拟目标的个数。

3、本发明提出一种新的雷达目标模拟器的目标轨迹递推算法，该算法仅用加法就可以实现匀加速直线运动目标的轨迹计算，节省了fpga的大量乘法器资源，使得模拟目标的个数不在受到有限乘法器资源的限制。

技术实现思路

1、根据本发明，采用一种新的目标轨迹递推算法和fpga实现结构，可以实现如下有益效果：

2、1.在不使用fpga乘法器的情况下，完成目标距离的递推。

3、2.目标轨迹更新速率达到十纳秒量级。

4、本发明提出了一种新的雷达运动目标模拟方法，其中，所述方法包括：单位时间内的距离变化量δrn，以及对δrn进行累加得出推算的距离rn，计算公式如下

5、r0＝r0   (1)

6、rn＝rn-1+δrn   (2)

7、

8、其中r0为起始距离，v0为初始速度，a为加速度，fs为fpga工作时钟，n为时钟计数器，从0开始，每过一个时钟加1。和提前计算好，之后即可只用fpga中的加法器和累加器实现。

9、本发明还提出了一种fpga实现结构，其中，所述结构实现如上所述的目标轨迹递推算法。

10、根据本发明，在仅使用加法器而不使用乘法器的情况下，就可以完成理想运动点目标轨迹的模拟，并且目标更新率达到fpga的运算时钟速率。

1.本发明提出了一种新的雷达运动目标模拟方法，其中，所述方法包括：单位时间内的距离变化量δrn，以及对δrn进行累加得出推算的距离rn，计算公式如下

2.本发明还提出了一种fpga实现结构，其中，所述结构实现如上所述的目标轨迹递推算法。