高频地波雷达实时信号处理软件的设计与实现

摘要

新一代的雷达信号处理系统对实时性、通用扩展性、运算精度、动态范围和数据吞吐量都提出了很高的要求。传统的雷达信号处理机大多选择专用硬件结构完成数据处理任务，它的通用性和可扩展性差，并且信号处理算法与硬件结构之间有很大的相关性，已经不能满足要求。因此将具有开放性结构的软件无线电技术与现代雷达相结合，设计大规模实时并行信号处理势在必行。本课题中的高频地波雷达正是应用这种思想设计的雷达系统。
　　本文的主要研究内容是高频地波雷达系统实时信号处理软件的设计及其工程实现。在系统的要求下，设计出各种参数，并构造一个通用的软件平台，负责信号处理平台的控制和管理，进行信号处理平台硬件资源的分配、软件任务的调度和管理以及多处理器之间、主机与多处理器之间的通信任务的管理等。
　　本文首先从高频地波雷达系统的总体结构和特点入手，介绍了高频雷达的功能组成，讨论了系统对信号参数的约束，给出了信号参数的设计思想，并对系统处理参数进行了设计。
　　然后对信号处理软件所依托的硬件平台和软件平台进行了具体介绍，并基于软件工程的思想对信号处理软件从功能需求、时间资源需求、存储需求以及通信需求进行了分析，设计出双频兼容探测模式和独立多频探测舰船两种探测工作模式下的软件拓扑结构，同时介绍了软件设计的总体框架和思路。
　　最后介绍了信号处理软件的工程实现，并在实际系统中对各部分功能进行了测试，以及进行了最终的系统联调。结果表明该软件能够满足高频地波雷达系统要求，具有较好的实时性和可扩展性。今后的工作将主要集中在本软件在实际应用中的升级维护以及控制功能的进一步扩展两方面。

目录

高频地波雷达实时信号处理软件的设计与实现

DESIGN AND REALIZATION OF REAL-TIME SIGNAL PROCESSING SOFTWARE IN HIGH FREQUENCY GROUND WAVE RADAR

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题的研究背景与意义

1.2 国内外文献综述

1.2.1 软件无线电在雷达中的应用

1.2.2 并行高速多处理器系统在雷达中的应用

1.3 课题主要研究内容与结构安排

第2章 高频雷达参数设计

2.1 高频雷达系统特点

2.1.1 高频雷达系统功能组成

2.1.2 高频雷达探测信道工作模式

2.1.3 高频雷达工作信号

2.2 信号参数设计

2.2.1 波形参数设计

2.2.2 信号具体参数设计

2.3 处理参数设计

2.4 本章小结

第3章 探测信道信号处理软件设计

3.1 信号处理软件的开发环境

3.1.1 硬件环境概述

3.1.2 软件环境概述

3.2 信号处理软件设计方案

3.2.1 双频兼容探测模式软件设计

3.2.2 独立多频探测舰船模式软件设计

3.3 本章小结

第4章 信号处理软件的工程实现

4.1 信号处理软件各任务的实现

4.1.1 数据采集任务的实现

4.1.2 通信任务的实现

4.1.3 基本信号处理任务的实现

4.2 任务调度机制实现

4.3 性能分析

4.3.1 测试环境

4.3.2 测试方法

4.3.3 硬件资源分析

4.3.4 时间资源分析

4.3.5 测试状态显示

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢