本發(fā)明涉及二次雷達(dá)，特別是涉及一種應(yīng)用于二次雷達(dá)的低成本幅度解調(diào)實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
：：1、在當(dāng)今民航事業(yè)迅猛發(fā)展的環(huán)境下，二次雷達(dá)作為空中交通管制的重要設(shè)備，在空域監(jiān)視和保障飛行安全方面發(fā)揮著不可或缺的作用。因此，二次雷達(dá)必須具備很高的測量精度，對應(yīng)答信號的接收處理必須準(zhǔn)確無誤，幅度提取滿足高精度要求。2、在通常情況下，二次雷達(dá)必須能檢測整個信號強(qiáng)度動態(tài)范圍內(nèi)的所有應(yīng)答信號，動態(tài)范圍為從最大的可能信號-20dbm到最小的可能信號-90dbm，電壓上相差3000倍。因此，傳統(tǒng)二次雷達(dá)采用對數(shù)檢波電路對接收到的應(yīng)答信號進(jìn)行對數(shù)壓縮。對數(shù)檢波電路的使用既增加了硬件成本，也增大了布板空間，并且對數(shù)檢波電路的性能參數(shù)容易受溫度、環(huán)境等的影響，性能指標(biāo)調(diào)試過程十分困難。技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路1、針對二次雷達(dá)對應(yīng)答信號的傳統(tǒng)處理方法，需要使用對數(shù)檢波電路，增加了硬件成本，也增大了布板空間，并且對數(shù)檢波電路的性能參數(shù)容易受溫度、環(huán)境等的影響，性能指標(biāo)調(diào)試過程十分困難的缺陷，本發(fā)明提出了一種應(yīng)用于二次雷達(dá)的低成本幅度解調(diào)實(shí)現(xiàn)方法，將二次雷達(dá)對應(yīng)答信號的對數(shù)壓縮處理功能交由fpga來完成，應(yīng)答信號中頻數(shù)字化后，通過正交解調(diào)獲得數(shù)字幅度值，數(shù)字幅度在fpga中采用分段線性計算方法，逼近對數(shù)轉(zhuǎn)換特性，獲得對數(shù)數(shù)字幅度，十分簡便。2、本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于二次雷達(dá)的低成本幅度解調(diào)實(shí)現(xiàn)方法，其包括：3、步驟1：對應(yīng)答信號進(jìn)行混頻處理，得到中頻信號；4、步驟2：對中頻信號進(jìn)行a/d量化；5、步驟3：對量化后的中頻信號進(jìn)行正交解調(diào)，獲得數(shù)字幅度值，采用分段線性計算方法，獲得對數(shù)數(shù)字幅度。6、進(jìn)一步地，所述步驟1包括：7、將本地振蕩器與二次雷達(dá)接收到的應(yīng)答信號進(jìn)行混頻，得到所需頻率的中頻信號。8、進(jìn)一步地，所述步驟2包括：9、根據(jù)中頻信號的頻率、帶寬和幅度范圍，選擇所需的a/d芯片；根據(jù)中頻信號的頻率和帶寬，選擇所需的采樣頻率，對中頻信號進(jìn)行量化，得到a/d量化值。10、進(jìn)一步地，所述步驟3包括：11、步驟31：fpga通過dds產(chǎn)生本地數(shù)字正弦載波和余弦載波；本地數(shù)字正弦載波和余弦載波分別與中頻信號的a/d量化值相乘，進(jìn)行數(shù)字混頻，數(shù)字混頻后分別通過濾波器，得到i路同相分量和q路正交分量；12、步驟32：根據(jù)i路同相分量和q路正交分量，計算出中頻信號幅度值；13、步驟33：根據(jù)中頻信號幅度值與對數(shù)幅度值的數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系，制作查找表格，采用分段線性計算方法，逼近對數(shù)轉(zhuǎn)換特性，在查找表格的基礎(chǔ)上進(jìn)行修正補(bǔ)償，得到對數(shù)幅度值。14、進(jìn)一步地，所述步驟32包括：15、通過以下公式，計算出中頻信號幅度值：16、17、其中，powerdbamp為中頻信號幅度值。18、進(jìn)一步地，所述步驟33包括：19、步驟331：將中頻信號幅度值powerdbamp劃分為k個取值區(qū)間，在第一取值區(qū)間，找出與應(yīng)答信號對應(yīng)的對數(shù)數(shù)字幅度的映射關(guān)系，對應(yīng)的對數(shù)幅度值以中頻信號幅度值為數(shù)組索引，以對應(yīng)的對數(shù)幅度值為數(shù)組元素，構(gòu)造p個元素的中頻信號幅度值與對數(shù)幅度值映射關(guān)系的基準(zhǔn)查找表look_table；20、步驟332：對于第二取值區(qū)間至第k取值區(qū)間，根據(jù)中頻信號幅度值分別確定數(shù)組索引，查找出相對應(yīng)的對數(shù)幅度值，選取修正值，得到所需的對數(shù)幅度值。21、進(jìn)一步地，在所述步驟331中，按照從小到大的順序，將中頻信號幅度值powerdbamp依次等分為k個取值區(qū)間，每個取值區(qū)間之間無重疊。22、進(jìn)一步地，中頻信號幅度值powerdbamp與應(yīng)答信號對應(yīng)的對數(shù)數(shù)字幅度的映射關(guān)系，表示為：23、對數(shù)幅度值為logamp＝20*lg(powerdbamp)，其中，powerdbamp為中頻信號幅度值。24、進(jìn)一步地，將中頻信號幅度值powerdbamp近似表示為m*2n，則電壓幅度值為ulogamp：25、ulogamp＝20*lg(powerdbamp)≈20*lg(m*2n)＝20*lg(m)+26、20*lg(2n)＝20*lg(m)+20*n*lg2≈20*lg(m)+6*n27、其中，電壓幅度值ulogamp與對數(shù)幅度值logamp相等，m和n均為正整數(shù)。28、進(jìn)一步地，所述步驟332包括：29、對于第i取值期間，將powerdbamp除以2n所得到的商作為基準(zhǔn)查找表的索引值，查找出相對應(yīng)的對數(shù)幅度值，此時n＝i-1，修正值為6*n，查找出的對數(shù)幅度值與修正值的和為最終所需的對數(shù)幅度值。30、由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：31、1、針對二次雷達(dá)對應(yīng)答信號的傳統(tǒng)處理方法，需要使用對數(shù)檢波電路，本發(fā)明將二次雷達(dá)對應(yīng)答信號的對數(shù)壓縮處理功能交由fpga來完成，應(yīng)答信號中頻數(shù)字化后，通過正交解調(diào)獲得數(shù)字幅度值，數(shù)字幅度在fpga中采用分段線性計算方法，逼近對數(shù)轉(zhuǎn)換特性，獲得對數(shù)數(shù)字幅度，十分簡便，無需使用對數(shù)檢波電路，節(jié)省了硬件成本，減小了布板空間；32、2、針對二次雷達(dá)對應(yīng)答信號的傳統(tǒng)處理方法采用的對數(shù)檢波電路的性能參數(shù)容易受溫度、環(huán)境等的影響，性能指標(biāo)調(diào)試過程十分困難，本發(fā)明將二次雷達(dá)對應(yīng)答信號的幅度處理盡量采用數(shù)字化處理方法，將繁雜的模擬電路調(diào)試用fpga軟件處理代替，調(diào)試過程十分簡便，并且性能指標(biāo)完全滿足測量精度要求，不受溫度、環(huán)境等外界條件的影響。技術(shù)特征：1.一種應(yīng)用于二次雷達(dá)的低成本幅度解調(diào)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括：2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于二次雷達(dá)的低成本幅度解調(diào)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟1包括：3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于二次雷達(dá)的低成本幅度解調(diào)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟2包括：4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于二次雷達(dá)的低成本幅度解調(diào)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟3包括：5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于二次雷達(dá)的低成本幅度解調(diào)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟32包括：6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于二次雷達(dá)的低成本幅度解調(diào)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟33包括：7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用于二次雷達(dá)的低成本幅度解調(diào)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，在所述步驟331中，按照從小到大的順序，將中頻信號幅度值powerdbamp依次等分為k個取值區(qū)間，每個取值區(qū)間之間無重疊。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的應(yīng)用于二次雷達(dá)的低成本幅度解調(diào)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，中頻信號幅度值powerdbamp與應(yīng)答信號對應(yīng)的對數(shù)數(shù)字幅度的映射關(guān)系，表示為：9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用于二次雷達(dá)的低成本幅度解調(diào)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，將中頻信號幅度值powerdbamp近似表示為m*2n，則電壓幅度值為ulogamp：10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用于二次雷達(dá)的低成本幅度解調(diào)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟332包括：技術(shù)總結(jié)本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于二次雷達(dá)的低成本幅度解調(diào)實(shí)現(xiàn)方法，其包括：對應(yīng)答信號進(jìn)行混頻處理，得到中頻信號；對中頻信號進(jìn)行量化；對量化后的中頻信號進(jìn)行正交解調(diào)，獲得數(shù)字幅度值，采用分段線性計算方法，獲得對數(shù)數(shù)字幅度。本發(fā)明二次雷達(dá)對應(yīng)答信號的對數(shù)壓縮處理功能交由FPGA來完成，應(yīng)答信號中頻數(shù)字化后，通過正交解調(diào)獲得數(shù)字幅度值，數(shù)字幅度在FPGA中采用分段線性計算方法，逼近對數(shù)轉(zhuǎn)換特性，獲得對數(shù)數(shù)字幅度，十分簡便。技術(shù)研發(fā)人員：李樞,宋天堯,葉華受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川九洲空管科技有限責(zé)任公司技術(shù)研發(fā)日：技術(shù)公布日：2024/12/19