项目背景:
该项目主要通过激光器和激光接收机实时检测目标的XYZ方向上的相对速度,并将3个方向的速度值矢量合成后,通过串口上报给主机。
系统原理如下:
通过特殊的调制信号激励激光器,发射连续波激光。
同时在不同阶段接收从目标反射回的信号并通过高速ADC采集这些信号。
FPGA实时进行FFT计算,根据FFT结果比较不同阶段的频偏和符号。
根据多普勒效应,通过频偏大小和频偏方向,就能计算出目标的相对速度和方向。
3个通道通过不同角度的合成,可以最终计算出目标的相对矢量速度。
通过串口将速度数据传到上位机。
系统原理框图如下
我们面临的挑战:
由于物体相对速度较快,达到125m/s;对应的信号带宽为DC-250MHz左右,需要1GHz进行高速采集。
同时对1Gsps的数据量进行最大32K点FFT时,数据覆盖率达50%上。此时单一的FFT模块在FPGA中计算时间不够,需要4路FFT并行计算;逻辑设计难度较大。
要求测试距离在3KM以上。由于激光在大气中的衰减比较严重,同时受到大气的干扰也比较严重。致使回波信号比较弱,同时不稳定。