1.一种基于多通道FFT算法的太阳射电频谱分析方法,其特征是,包括:
获取太阳射电信号;具体步骤包括:采用天线接收太阳射电信号,通过前端模拟电路系统对太阳射电信号进行放大和滤波处理,高速模数转换器ADC完成数据的采集并转换为数字信号,数字信号通过高速接口JESD204B传输到FPGA内部;每个工作时钟周期内,FPGA接收到16个高速模数转换器ADC采样点的数据;
对接收到的太阳射电信号基于多通道FFT算法进行FFT变换,得到太阳射电频谱;
FFT变换步骤分两大步骤进行:第一步:进行横向FFT变换,并进行融合处理,得到4路
2048点的FFT变换结果;第二步:将4路2048点FFT变换结果进行转置,构造2048行4列的数据矩阵,每行均同时进行横向FFT变换,矩阵变换,输出完整的频谱序列;在第一步,进行横向FFT变换时,通过融合处理,用N点FFT变换来实现4N点FFT变换,将矩阵的行数量减少为之前的四分之一;
所述在第一步,进行横向FFT变换时,通过融合处理,用N点FFT变换来实现4N点FFT变换,将矩阵的行数量减少为之前的四分之一;具体步骤包括:对接收到的太阳射电信号,按照16个通道并行数据的排列顺序,将16路信号视为16×
512的矩阵形式,其中列数为512,行数为16;
通过组合,将一路实数数据作为复数的实部,一路实数数据作为复数的虚部,对组合的复数序列进行512点的复FFT变换,组合方式为S0与S8,S4与S12,S1与S9,S5与S13,S2与S10,S6与S14,S3与S11,S7与S15;
通过上述16个通道各512个采样点组合的FFT变换处理,并进一步反推计算出实数1024点的FFT结果;
将8个1024点的FFT处理结果对两路实数的1024点FFT变换,进行融合处理,得到对应实数2048点FFT变换;一共得到四组2048点FFT变换;四路实数2048点FFT结果分别来自组合[S0与S8、S4与S12],[S1与S9、S5与S13],[S2与S10,S6与S14]和[S3与S11、S7与S15];
将得到的4路2048列数据进行乘以旋转因子 然后做进一步转置处理,转换成
2048×4的矩阵,2048行,4列,每行均可进行4个数据的FFT运算,在FPGA中运算时可同时进行2048的4点FFT运算;将运算结果进行输出,输出完整的实数8K点FFT运算结果。
2.如权利要求1所述的基于多通道FFT算法的太阳射电频谱分析方法,其特征是,高速模数转换器ADC被配置为单通道3Gsps采样,高速接口JESD204B被配置为8个lanes,每个链路的速率为7.5Gbps,然后在FPGA内部完成对数据的接收,在这种模式下,FPGA的接收数据工作频率为187.5MHz。
3.如权利要求1所述的基于多通道FFT算法的太阳射电频谱分析方法,其特征是,所述对接收到的太阳射电信号基于多通道FFT算法进行变换,得到太阳射电频谱;具体步骤包括:因为FPGA每个时钟周期并行接收到16个采样点的数据,则认为每个时钟周期,16个并行通道同时向FPGA传输一个数据,分别是S0,S1………S14,S15;每个通道选取512点数据,即组合成连续的8K点数据;
通过对8K点数据进行FFT变换,即得到8K点FFT变换处理结果。
4.一种基于多通道FFT算法的太阳射电频谱分析系统,执行权利要求1‑3任一项权利要求所述的基于多通道FFT算法的太阳射电频谱分析方法,其特征是,包括:获取模块,其被配置为:获取太阳射电信号;具体步骤包括:采用天线接收太阳射电信号,通过前端模拟电路系统对太阳射电信号进行放大和滤波处理,高速模数转换器ADC完成数据的采集并转换为数字信号,数字信号通过高速接口JESD204B传输到FPGA内部;每个工作时钟周期内,FPGA接收到16个高速模数转换器ADC采样点的数据;
变换模块,其被配置为:对接收到的太阳射电信号基于多通道FFT算法进行FFT变换,得到太阳射电频谱;
FFT变换步骤分两大步骤进行:第一步:进行横向FFT变换,并进行融合处理,得到4路
2048点的FFT变换结果;第二步:将4路2048点FFT变换结果进行转置,构造2048行4列的数据矩阵,每行均同时进行横向FFT变换,矩阵变换,输出完整的频谱序列;在第一步,进行横向FFT变换时,通过融合处理,用N点FFT变换来实现4N点FFT变换,将矩阵的行数量减少为之前的四分之一;
所述在第一步,进行横向FFT变换时,通过融合处理,用N点FFT变换来实现4N点FFT变换,将矩阵的行数量减少为之前的四分之一,具体步骤包括:对接收到的太阳射电信号,按照16个通道并行数据的排列顺序,将16路信号视为16×
512的矩阵形式,其中列数为512,行数为16;
通过组合,将一路实数数据作为复数的实部,一路实数数据作为复数的虚部,对组合的复数序列进行512点的复FFT变换,组合方式为S0与S8,S4与S12,S1与S9,S5与S13,S2与S10,S6与S14,S3与S11,S7与S15;
通过上述16个通道各512个采样点组合的FFT变换处理,并进一步反推计算出实数1024点的FFT结果;
将8个1024点的FFT处理结果对两路实数的1024点FFT变换,进行融合处理,得到对应实数2048点FFT变换;一共得到四组2048点FFT变换;四路实数2048点FFT结果分别来自组合[S0与S8、S4与S12],[S1与S9、S5与S13],[S2与S10,S6与S14]和[S3与S11、S7与S15];
将得到的4路2048列数据进行乘以旋转因子 然后做进一步转置处理,转换成
2048×4的矩阵,2048行,4列,每行均可进行4个数据的FFT运算,在FPGA中运算时可同时进行2048的4点FFT运算;将运算结果进行输出,输出完整的实数8K点FFT运算结果。
5.一种电子设备,其特征是,包括:一个或多个处理器、一个或多个存储器、以及一个或多个计算机程序;其中,处理器与存储器连接,上述一个或多个计算机程序被存储在存储器中,当电子设备运行时,该处理器执行该存储器存储的一个或多个计算机程序,以使电子设备执行上述权利要求1‑3任一项所述的方法。
6.一种计算机可读存储介质,其特征是,用于存储计算机指令,所述计算机指令被处理器执行时,完成权利要求1‑3任一项所述的方法。