基于TS201硬件平台的舰船目标ISAR成像算法实现

摘要

岸基ISAR是新体制雷达下新一代的岸基海防系统,主要信号处理技术包括探测和成像两部分。本文着重研究了雷达信号的回波数据预处理,即探测和成像两通道信号的数字下变频技术,以及ISAR成像算法在TS201芯片上的具体实现。详细介绍了数字下变频的流程,给出了用软件实现数字下变频的方法。分析了ISAR成像算法,并完成了具体的工程实现。
　　成像通道根据探测通道提供的目标位置信息,有针对性地录取回波数据,去除冗余数据,减小成像计算量,达到实时检测跟踪舰船目标并对其成像识别的目的。
　　数字下变频技术能够有效降低数据率,方便后续任务完成实时处理,同时能够生成正交的双通道基带信号,这也是检测与成像算法的必要步骤。详细分析了CIC滤波器的特性,根据系统要求确定了CIC滤波器的级联级数。针对DSP能够快速进行乘加运算的特点,提出了多级CIC滤波器的等效结构,改进了数字下变频结构,方便DSP快速完成运算。针对探测与成像两通道信号的不同下变频要求,分别给出了两种对应的实现步骤。单片DSP运行能力有限,因此建立了多处理器系统,增强了系统的处理能力。利用仿真数据分析数字下变频的结果,并通过实际正弦输入信号验证了I/Q双通道输出信号的正交性。用DSP实现数字下变频功能,调试方便,开发周期短。
　　介绍了ISAR成像算法的基本原理,给出了运动补偿的常用方法,包括距离对准与相位补偿方法,分析了各个方法的特点及其对成像效果的影响。建立了舰船的散射点模型与回波模型。仿真数据展示成像效果,并以同样数据在ADSP-TS201S芯片上运行,验证了DSP上软件程序的正确性。最后给出了几组实测数据的成像效果。至此,完成了工程中成像通道的全部功能。

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第1章 绪 论

1.1 课题来源与意义

1.2 国内外研究现状与分析

1.3 本文研究内容

第2章 基于TS201的程序开发

2.1 TS201简介

2.2 T2-6U-cPCI板简介

2.3程序开发流程

2.4链接描述文件

2.5 多处理器系统

2.6 剖析程序运行时间

2.7 本章小结

第3章 ISAR信号数字下变频的实现

3.1 带通采样定理

3.2 多速率信号处理之整数倍抽取

3.3 数字下变频结构

3.4 CIC滤波器

3.5 测试结果

3.6 本章小结

第4章 ISAR成像算法的实现

4.1 距离——多普勒成像算法

4.2 运动补偿

4.3 舰船模型建立

4.4 仿真数据的测试结果

4.5 实测数据的测试结果

4.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致谢