机载雷达信号处理关键算法及并行实现

摘要

机载雷达更大的覆盖范围，更少的地物遮挡使其在军事和民用领域得到了广泛的应用。独特的使用特点和环境使得它对各种性能及重量、功耗、体积等都有较高的要求。机载雷达信号处理系统的核心部分主要包括两个方面：目标检测和成像。在目标检测的过程中，杂波抑制和动目标检测是其中的重要方面，而在成像方面，DBS因其成像速度快且成像范围广而得到了大规模应用。同时随着机载雷达信号处理系统算法的不断发展成熟，处理数据量日趋增大，处理过程日益复杂，如何在硬件平台上快速实现是一个很大的挑战，这就涉及到了数据在平台的并行处理。
　　本文结合实际科研项目，重点研究了机载雷达信号处理中的关键算法及它们在硬件平台上的并行实现。对于目标检测过程中的关键算法，重点研究了载机运动补偿、空时自适应处理、恒虚警检测，通过对实测数据的算法分析，得到相应处理结果。同时在DBS成像方面，本文针对DBS的原理进行了介绍，对影响DBS成像的某些系统参数的取值进行了讨论分析，对影响DBS图像拼接的多普勒中心估计算法进行了研究，并对其中的方位谱峰值估计法进行了改善，然后对实测数据分别用不同的估计算法进行多普勒中心估计，得到DBS图像拼接对比图，证实了改进方法的有效性。
　　在并行实现方面，本文硬件平台采用的是FPGA+多核DSP架构，本文首先对多核6678芯片实现的硬件平台进行了介绍，对如何在八核并行的情况下进行任务分配及算法设计进行了整体介绍，并对多核之间的调度进行了分析，然后针对数据在DSP内部需要不断搬移交换的现象，研究了使用到的EDMA技术，介绍了EDMA的构造和传输类型，同时对多核之间信息交互和同步需要使用的信号量进行了研究，并结合实际项目调试过程中遇到的问题给出了解决方案。最后通过将实测数据分别通过MATLAB程序和DSP程序进行处理得到相应结果进行对比，结果表明：算法正确的在硬件平台上得到了并行实现。

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第一章 绪论

1.1 论文研究的背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要内容

第二章 目标检测中的关键算法

2.1 载机运动补偿

2.2 空时自适应处理

2.3 恒虚警检测

2.4 本章小结

第三章 DBS实时成像处理

3.1 DBS基本原理

3.2 DBS成像系统参数分析

3.3 多普勒中心频率估计方法和分析

3.4 DBS子图拼接

3.5 本章小结

第四章 信号处理系统的并行实现

4.1 多核处理的硬件平台

4.2 多核的算法设计及调度

4.3 多核的EDMA技术

4.4 信号量技术

4.5 并行调试问题及处理结果

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

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