傅里叶变换光谱相位校正的FPGA实现方法.pdf

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1、蓐≯警期一文章编号：1672—8785(2014)()7-0HD05一O7frf7¨J¨r}ff(傅里叶变换光谱相位校正的FPGA实现方fg法¨D，刘加庆。丁雷2}，f_，f¨订H(t科院红外探测成像技术重点实验，f：海}0083；2．中刊．院海技术物珲研究所，卜海2()()(；)摘要：傅里叶变换光谱仪因具有分辨率高等优点已被用于新一代大气垂直探测仪。这种光谱仪获取的数据量很大，只有进行星上数据处理才能降低数据发送量。方法之一是在轨光谱复原。由于非零光程差采样等原因使采样干涉图存在相位差，经傅里叶变换得到的复数光谱需进行相位校正以获得实数谱。

2、FPGA(Field—ProgrammableGateArray)是一种很有应用前景的星上数据处理硬件平台。阐述了相位误差的来源及几种相位校正方法。平方根法适于FPGA硬件实现。针对采用传统方法计算平方根时需要很多硬件资源及精度较差的问题，提出采用cORDIc(coordinateRotationDigitalComputer)算法完成复数光谱模值和相位角的计算。重点论述了CORDIC算法的FPGA实现结构，分析了其实现的精度，速度和所需的硬件资源。结果表明，采用CORDIC算法计算，复数光谱的相位和模值具有很好的精度和速度，所需的硬件资源较

3、少。关键词：傅里叶变换；相位校正；求模法；CORDIC算法；FPGA；在轨光谱复原中图分类号：TH744．1文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1672—8785．2014．07．002ImplmnentationofPhaseCorrectionforFourierTransformSpectrumUsingFPGALIUJia—qingDINGLei‘t(，()r、(『J¨j(‘LJhysi(，(njf1(75(A#lrJ(、IJot5ci(‘j“(一St．¨gl2000&i~，C,hin；IH7，)f，te(’fionⅢ

4、ut1．1aging．(7hilI(!SOAca(h川Vof((r．ShalJg1i⋯fJ8(3'1in：l』Abstract：Becauseoftheadvantagesofhighresolutionetc．Fouriertransformspectrometershavebeenusedasanewgenerationofatmosphericsounders．Suchaspectrometerwillacquireaverylargequantityofdata．Toreducetheamountofthedatatobetransm

5、itted，thedatashouldbeprocessedonboard．Oneofthemethodsisuseofin—orbitspectralrecovery．Sincethereexistsphasediferenceintheinterferogramssampledbynonzeroopticalpathdiferencesampling，thecomplexspectraobtainedbyusingFouriertransformationshouldbecorrectedinphaseSOastogeneratether

6、ealspectra．TheField—ProgrammableGateArray(FPGA)isapromisingon—boarddataprocessinghardwareplatform．Phaseerrorsourcesandphasecorrectionmethodsarepresented．ThesquarerootmethodissuitableforaFPGAtoimplemel1t．Inviewoftheproblemthatalotofhardwareresourcesareneededandpoorprecisioni

7、sobtainedwhenthesquarerootiscalculatedbyusingthetraditionalmethod，aCoordinateRotationDigitalComputer(CORDIC)algorithmisproposedforthecalculationofcomplexmodulus收稿日期：201404—12基金项且：中科院上海技术物理研究所创新专项(Q-DX19)资助作者简介：刘加庆(1986一)，男，山东日照人，博士研究生，研究方向为红外干涉仪器的实时数据处理技术。E—mail：nlia9128@12

8、6．COIIIhttp：／／journa1．sitp．ac．cn／hwINFRARED(MONTHLY)／VoL．35，No．7，JUL2014聪■叠参量≯薯叠≯≯