對(duì)基于DSP的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

　　摘要：電子偵查中對(duì)雷達(dá)信號(hào)的分析質(zhì)量會(huì)從根本上影響偵查效果，所以需要應(yīng)用相關(guān)技術(shù)完成對(duì)雷達(dá)信號(hào)的處理工作?；趯?duì)DSP技術(shù)應(yīng)用原理的分析，本文提出了將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)的方法，在此基礎(chǔ)上提出雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，提高雷達(dá)信號(hào)的準(zhǔn)確性。

　　關(guān)鍵詞：DSP；雷達(dá)信號(hào)處理；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　引言：

　　DSP經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，當(dāng)前在很多行業(yè)中已經(jīng)取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果，該項(xiàng)技術(shù)能夠發(fā)揮高效的信息處理作用，提高對(duì)數(shù)據(jù)的處理效果。對(duì)于各類雷達(dá)來(lái)說(shuō)，在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生大量信號(hào)，為提高信息收集效率，需要完成實(shí)現(xiàn)對(duì)這些信號(hào)的高效精準(zhǔn)分析，所以在DSP的應(yīng)用中，從理論上可提高雷達(dá)信號(hào)的處理效率和精度。

　　1DSP技術(shù)的原理和雷達(dá)信號(hào)建模

　　1.1DSP技術(shù)原理

　　DSP技術(shù)是借助DSP芯片，完成對(duì)信號(hào)處理工作的一項(xiàng)技術(shù)，技術(shù)內(nèi)容包括對(duì)信號(hào)的分析、變換、檢測(cè)、濾波、調(diào)制和解調(diào)等，但是在當(dāng)前的研究中，一部分研究人員認(rèn)為，這一技術(shù)的主要處理內(nèi)容為數(shù)字濾波技術(shù)、譜分析技術(shù)和離散快速變換算法，所以從整體上來(lái)看，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)象為獲取的各類信號(hào)，提高通信質(zhì)量。

　　1.2雷達(dá)信號(hào)建模

　　雷達(dá)信號(hào)建模工作中，要在分析雷達(dá)運(yùn)行參數(shù)的基礎(chǔ)上，分析雷達(dá)的脈沖描述字流，從而建成雷達(dá)的信號(hào)模型。其中雷達(dá)運(yùn)行中的信號(hào)參數(shù)為：

　?。?）脈沖到達(dá)時(shí)間。脈沖到達(dá)時(shí)間建立在雷達(dá)的有效運(yùn)行環(huán)境下，在雷達(dá)接收到反饋信號(hào)后，雷達(dá)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)預(yù)測(cè)下一次信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，這種方式能夠更好發(fā)揮雷達(dá)的定位功能，尤其是對(duì)于測(cè)速雷達(dá)、測(cè)距雷達(dá)等設(shè)備來(lái)說(shuō)，這一設(shè)計(jì)方法能夠提高信號(hào)的連續(xù)性。

　?。?）脈沖重復(fù)間隔。脈沖重復(fù)間隔的定義為，雷達(dá)中兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間間隔。當(dāng)前的雷達(dá)設(shè)備中，雖然多個(gè)脈沖重復(fù)間隔可以共存，但是由于信號(hào)數(shù)量過(guò)多，并且含有多種信號(hào)類型。為防止信號(hào)之間發(fā)生干擾，需要借助信號(hào)處理完成分析工作。

　?。?）脈沖寬度。通過(guò)對(duì)脈沖寬度與脈沖到達(dá)時(shí)間的分析，可以確定被測(cè)對(duì)象的相干參數(shù)，發(fā)揮雷達(dá)的應(yīng)有功能。在檢波系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通過(guò)計(jì)算直接獲得脈沖寬度的方法，可以提高雷達(dá)信號(hào)的分析精度，尤其是在消除輻射干擾方面，這種方法有極大優(yōu)勢(shì)。

　?。?）載波頻率。載波信號(hào)的作用為，讓系統(tǒng)區(qū)分各個(gè)載波信號(hào)的參數(shù)，在雷達(dá)信號(hào)處理和分析中發(fā)揮重要作用。

　　在確定所有參數(shù)后，需要分析脈沖描述字流，即對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理的過(guò)程。在具體的工作中，首先根據(jù)脈沖到達(dá)時(shí)間和脈沖寬度，確定雷達(dá)運(yùn)行中某脈沖的參數(shù)。其次為在存在噪聲干擾的情況下，通過(guò)提高載波頻率和調(diào)整脈沖方向兩個(gè)方法，將參數(shù)調(diào)整到形成的脈沖信號(hào)體系中，通過(guò)這種方法可以提升雷達(dá)信號(hào)的處理精度。最后為比較實(shí)際運(yùn)行參數(shù)和設(shè)定參數(shù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)兩者之間的誤差較大時(shí)，需要進(jìn)一步調(diào)整相關(guān)參數(shù)。

　　2基于DSP的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

　　2.1系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)方案

　　在系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)中，主要需要設(shè)計(jì)的模塊包括內(nèi)部同步信號(hào)的產(chǎn)生模塊、自我測(cè)試數(shù)據(jù)的產(chǎn)生模塊、脈沖壓縮模塊、數(shù)據(jù)重拍模塊、MTD模塊、求模模塊和恒虛警處理模塊，在完成對(duì)信號(hào)的處理工作后，將相關(guān)數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和測(cè)試模塊中。

　　在所有模塊的設(shè)計(jì)中，對(duì)正交信號(hào)的采樣和處理為系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要首要考慮的問(wèn)題，應(yīng)用A/D轉(zhuǎn)換器采集中頻接收機(jī)采集的信號(hào)，經(jīng)過(guò)正交解調(diào)過(guò)程，獲取中頻基帶信號(hào)中的I、Q正交信號(hào)。

　　脈沖壓縮系統(tǒng)的作用為，在保持雷達(dá)運(yùn)行功率不變的情況下，降低脈沖重復(fù)間隔，這種方式能夠讓雷達(dá)的信號(hào)傳輸距離大幅提升，有效降低甚至解決雷達(dá)視距和精度之間的矛盾。

　　MTD模塊的作用為，在該模塊中設(shè)置多種濾波器，按照雷達(dá)的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境有效消除周邊環(huán)境中的雜波，提高雷達(dá)的運(yùn)行精度。

　　恒虛警模塊的作用為，根據(jù)周邊雜波的大小確定報(bào)警門限，當(dāng)雜波過(guò)大時(shí)，系統(tǒng)的門限適當(dāng)提升，雜波較小時(shí)，門限也可適當(dāng)下降，該模塊的作用為，能夠提高在雜波干擾過(guò)大情況下的報(bào)警精度，防止在雜波過(guò)多時(shí)出現(xiàn)的虛假報(bào)警問(wèn)題

　　2.2系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案

　　硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要按照上文中設(shè)計(jì)的模塊選擇相應(yīng)的硬件設(shè)備，本文選用的硬件設(shè)備為，XC4VSX55芯片、TMS320C6416芯片和AD9765轉(zhuǎn)換器。在選用的兩種芯片中，工作參數(shù)存在差異，在用戶的對(duì)雷達(dá)設(shè)施的應(yīng)用中，可以根據(jù)實(shí)際的工作調(diào)整雷達(dá)的工作主頻。

　　在硬件系統(tǒng)的運(yùn)行中，首先為完成數(shù)據(jù)預(yù)處理工作，在雷達(dá)的信號(hào)接收端獲取反饋信號(hào)后，將信號(hào)放大，并完成濾波等多項(xiàng)工作，再將信號(hào)輸入到信號(hào)處理模塊中，參與的信號(hào)處理內(nèi)容包括MTD檢測(cè)、CFAR等，或者在該過(guò)程中完成圖像處理工作，應(yīng)用相關(guān)的算法完成對(duì)信號(hào)的處理。

　　其次為處理結(jié)果的匯總、處理等工作，這類工作由DSP芯片完成，將處理結(jié)果轉(zhuǎn)存后，在人機(jī)交互界面中顯示。其中通信接口應(yīng)用串行接口的連接器，通常為9針DB9,。

　　最后需要在系統(tǒng)中設(shè)置電平轉(zhuǎn)換芯片，原因在于RS-322電氣規(guī)定和系統(tǒng)中一些構(gòu)件的電平不相容，通過(guò)設(shè)置這類芯片，可以提高系統(tǒng)的運(yùn)行安全性。

　　2.3系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方案

　　軟件的軟件設(shè)計(jì)為整個(gè)系統(tǒng)的核心內(nèi)容，在本文的研究中，為更好提高對(duì)雷達(dá)信號(hào)的處理效率和質(zhì)量，在應(yīng)用DSP的基礎(chǔ)上，向系統(tǒng)中融入FPGA模塊，所以在軟件設(shè)計(jì)中，涉及的內(nèi)容包括DSP程序設(shè)計(jì)和FPGA控制程序設(shè)計(jì)。

　　結(jié)論：

　　綜上所述，在DSP在雷達(dá)系統(tǒng)中，能夠發(fā)揮對(duì)信號(hào)的高效處理工作，提高雷達(dá)的信息獲取精度。在基于DSP的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先確定系統(tǒng)中需要設(shè)置的工作模塊，其次設(shè)計(jì)信號(hào)處理系統(tǒng)中的各類硬件，最后在硬件設(shè)計(jì)完成的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)。

　　參考文獻(xiàn)

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　　作者覃浪潮徐光村

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《對(duì)基于DSP的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析》

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