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基于FPGA的自适应波束形成算法实现

基于FPGA的自适应波束形成算法实现

点击数:7169 次   录入时间:03-04 11:39:48   整理:http://www.55dianzi.com   DSP/FPGA技术

基于FPGA圆阵超声自适应波束形成的设计

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  3 系统仿真与验证

  本文设计核心部分是基于Stratix系列EPlS10芯片设计的分别对I/Q两路原始数据进行DLMS自适应算法和复数乘加运算,在QUARTusⅡ环境下用VHDL语言编写了各功能模块,并进行了仿真,共占用了2 703个逻辑单元,同时应用Matlab对数字结果进行波形仿真,以下为仿真验证的结果。

  图5为主控模块的仿真波形,其中ST0,ST1,ST2,ST3为复数乘法的4种组合,clk_regbt用来控制乘法器完成乘法,counter_bt用来控制乘数的位选,clk_reg用来控制运算新数的进入、上次计算的完毕和结果的输出。

基于FPGA圆阵超声自适应波束形成的设计

  图6为复数乘加模块功能仿真结果,dc_out,ds_out,xc_out,xs_out分别是输入信号和期望信号的实部和虚部,ec_out,es_out,yc_out,ys_out分别为误差和滤波输出的实部和虚部。

基于FPGA圆阵超声自适应波束形成的设计

  图7为系统仿真测试结果:系统预形成波束方向为0°方向,干扰从45°传来,通过仿真结果可以看出,主波束在0°方向形成,和预形成主波束吻合,在45°干扰方向形成零陷,并且提高了主波束的增益,满足系统的设计要求。

基于FPGA圆阵超声自适应波束形成的设计

  4 结 语

  自适应DBF是现代声纳阵列信号处理的关键技术之一,本文介绍了利用FPGA芯片实现的自适应BDF结构,给出了相应的硬件设计和仿真验证,采用FPGA结构,硬件成本低,在自适应阵列信号处理系统中具有很好的应用前景,给公司到来很多的发展空间。



 



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