基于ADSP21160的宽带雷达脉冲压缩实时处理研究

摘要

脉冲压缩雷达体制很好的解决了在普通脉冲雷达中作用距离和分辨能力之间的矛盾,因此脉冲压缩技术广泛用于雷达、声纳等系统.随着现代高科技的飞速发展,数字器件的速度和容量得到了大幅度提高,使得脉压信号综合与产生以及处理的数字化成为脉冲压缩技术发展的必然趋势.现代雷达的信号处理系统规模很大,为达到实时处理常需要每秒几十到几百亿次运算,目前单片DSP难以胜任许多信号处理系统的要求,这时往往采用多片DSP并行处理系统.该文从脉冲压缩体制的理论,分析了脉冲压缩信号处理算法的特点,并在4片通用DSP芯片ADSP21160为核心建立的并行处理机平台Hammerhead-PCI(简称HHPC)上从频域实现了宽带雷达脉冲压缩的实时处理.该文的主要工作有:1.分析了线性调频(LFM)信号的的时、频特性,线性调频信号频域压缩性能.对数字脉冲压缩时域处理和频域处理作了比较,选择进行频域的数字脉冲压缩处理.采用ADSP21160器件,实现了宽带(B=25MHz和B=12.5MHz)雷达线性调频信号的频域数字脉压处理.2.研究了多片DSP并行处理算法,经过论证采用了流水算法,并在4片通用DSP芯片ADSP21160为核心建立的并行处理机平台HHPC上实现了该算法.3.完成了脉冲压缩并行系统与后续杂波抑制处理和雷达显示器的接口测试.首先把含有杂波的模拟回波数据存放于一块HHPC上的外部存储器SDRAM,4片DSP芯片流水从SDRAM中读取数据做脉冲压缩处理,然后再通过链路口传送处理后的数据到另外一块HHPC上进行杂波抑制处理,并从雷达显示器上显示目标数目和方位.4.完成了脉冲压缩并行系统与雷达模拟器的接口测试.雷达模拟器输出两路I,Q线性调频信号及外触发、外时钟信号到A/D板卡,在外触发、外时钟作用下AD板卡采样两路I、Q信号存放于内部FIFO,A/D板与HHPC板卡通过PMC接口相连.HHPC上4片DSP芯片经PMC接口流水从A/D采样卡中获得采样数据并进行FFT和IFFT处理,从频域实时实现数字脉冲压缩.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1课题背景

1.2脉冲压缩技术

1 3并行处理技术的发展和现状

1.4本文的主要工作

第二章线性调频信号(LFM)频域脉冲压缩

2.1概述

2.2 LFM信号的时域、频域特性

2.3 LFM信号的频域脉压性能分析

2.4 LFM信号距离旁瓣抑制方法

2.4.1概述

2.4.2常用加权函数

2.5总结

第三章实时处理和并行处理研究

3.1实时处理技术

3.1.1实时的定义

3.1.2进程结构

3.2折衷研究

3.2.1算法空间

3.2.2软件-硬件折衷

3.2.3空间-时间折衷

3.2.4算法和硬件结构之间的映射

3.3并行处理技术

3.4总结

第四章基于HHPC的频域数字脉冲压缩并行算法的方案论证

4.1数字频域脉冲压缩系统方案的论证

4.2 DSP芯片的选用

4.3基于ADSP21160的脉冲压缩处理中FFT算法的研究

4.3.1循环卷积和线性卷积的关系

4.3.2脉冲压缩中FFT算法的程序优化

4.3.3脉冲压缩处理系统的FFT点数的选择

4.4 Hammerhead-PCI(简称HHPC)板卡处理能力的论证

4.4.1四片DSP并行处理的几种方法

4.4.2 Hammerhead-PCI(简称HHPC)板卡介绍

4.5总结

第五章基于HHPC频域数字脉冲压缩并行处理系统的具体实现

5.1在单片ADSP21160上脉压的实现

5.2在HHPC上4片DSP流水脉压的实现

5.3脉冲压缩系统与杂波抑制及显示器的接口测试

5.4脉冲压缩系统与雷达回波模拟器的接口测试

5.5总结

结束语

参考文献

致谢

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