对基于DSP的雷达信号处理系统设计分析

来源：职称论文发表咨询网作者：田编辑时间：2020-11-18 08:55

　　摘要：电子侦查中对雷达信号的分析质量会从根本上影响侦查效果，所以需要应用相关技术完成对雷达信号的处理工作。基于对DSP技术应用原理的分析，本文提出了将该项技术应用于雷达信号处理系统的方法，在此基础上提出雷达信号处理系统的设计思路，提高雷达信号的准确性。

　　关键词：DSP；雷达信号处理；系统设计

　　引言：

　　DSP经过多年发展，当前在很多行业中已经取得了不错的应用效果，该项技术能够发挥高效的信息处理作用，提高对数据的处理效果。对于各类雷达来说，在运行中会产生大量信号，为提高信息收集效率，需要完成实现对这些信号的高效精准分析，所以在DSP的应用中，从理论上可提高雷达信号的处理效率和精度。

对基于DSP的雷达信号处理系统设计分析

　　1DSP技术的原理和雷达信号建模

　　1.1DSP技术原理

　　DSP技术是借助DSP芯片，完成对信号处理工作的一项技术，技术内容包括对信号的分析、变换、检测、滤波、调制和解调等，但是在当前的研究中，一部分研究人员认为，这一技术的主要处理内容为数字滤波技术、谱分析技术和离散快速变换算法，所以从整体上来看，该项技术的应用对象为获取的各类信号，提高通信质量。

　　1.2雷达信号建模

　　雷达信号建模工作中，要在分析雷达运行参数的基础上，分析雷达的脉冲描述字流，从而建成雷达的信号模型。其中雷达运行中的信号参数为：

　　（1）脉冲到达时间。脉冲到达时间建立在雷达的有效运行环境下，在雷达接收到反馈信号后，雷达系统会自动预测下一次信号的到达时间，这种方式能够更好发挥雷达的定位功能，尤其是对于测速雷达、测距雷达等设备来说，这一设计方法能够提高信号的连续性。

　　（2）脉冲重复间隔。脉冲重复间隔的定义为，雷达中两个脉冲之间的时间间隔。当前的雷达设备中，虽然多个脉冲重复间隔可以共存，但是由于信号数量过多，并且含有多种信号类型。为防止信号之间发生干扰，需要借助信号处理完成分析工作。

　　（3）脉冲宽度。通过对脉冲宽度与脉冲到达时间的分析，可以确定被测对象的相干参数，发挥雷达的应有功能。在检波系统设计中，通过计算直接获得脉冲宽度的方法，可以提高雷达信号的分析精度，尤其是在消除辐射干扰方面，这种方法有极大优势。

　　（4）载波频率。载波信号的作用为，让系统区分各个载波信号的参数，在雷达信号处理和分析中发挥重要作用。

　　在确定所有参数后，需要分析脉冲描述字流，即对信号进行数据化处理的过程。在具体的工作中，首先根据脉冲到达时间和脉冲宽度，确定雷达运行中某脉冲的参数。其次为在存在噪声干扰的情况下，通过提高载波频率和调整脉冲方向两个方法，将参数调整到形成的脉冲信号体系中，通过这种方法可以提升雷达信号的处理精度。最后为比较实际运行参数和设定参数，当发现两者之间的误差较大时，需要进一步调整相关参数。

　　2基于DSP的雷达信号处理系统设计方法

　　2.1系统的模块化设计方案

　　在系统的模块化设计中，主要需要设计的模块包括内部同步信号的产生模块、自我测试数据的产生模块、脉冲压缩模块、数据重拍模块、MTD模块、求模模块和恒虚警处理模块，在完成对信号的处理工作后，将相关数据输入到数据的存储和测试模块中。

　　在所有模块的设计中，对正交信号的采样和处理为系统设计中需要首要考虑的问题，应用A/D转换器采集中频接收机采集的信号，经过正交解调过程，获取中频基带信号中的I、Q正交信号。

　　脉冲压缩系统的作用为，在保持雷达运行功率不变的情况下，降低脉冲重复间隔，这种方式能够让雷达的信号传输距离大幅提升，有效降低甚至解决雷达视距和精度之间的矛盾。

　　MTD模块的作用为，在该模块中设置多种滤波器，按照雷达的实际运行环境有效消除周边环境中的杂波，提高雷达的运行精度。

　　恒虚警模块的作用为，根据周边杂波的大小确定报警门限，当杂波过大时，系统的门限适当提升，杂波较小时，门限也可适当下降，该模块的作用为，能够提高在杂波干扰过大情况下的报警精度，防止在杂波过多时出现的虚假报警问题

　　2.2系统的硬件设计方案

　　硬件系统设计中，需要按照上文中设计的模块选择相应的硬件设备，本文选用的硬件设备为，XC4VSX55芯片、TMS320C6416芯片和AD9765转换器。在选用的两种芯片中，工作参数存在差异，在用户的对雷达设施的应用中，可以根据实际的工作调整雷达的工作主频。

　　在硬件系统的运行中，首先为完成数据预处理工作，在雷达的信号接收端获取反馈信号后，将信号放大，并完成滤波等多项工作，再将信号输入到信号处理模块中，参与的信号处理内容包括MTD检测、CFAR等，或者在该过程中完成图像处理工作，应用相关的算法完成对信号的处理。

　　其次为处理结果的汇总、处理等工作，这类工作由DSP芯片完成，将处理结果转存后，在人机交互界面中显示。其中通信接口应用串行接口的连接器，通常为9针DB9,。

　　最后需要在系统中设置电平转换芯片，原因在于RS-322电气规定和系统中一些构件的电平不相容，通过设置这类芯片，可以提高系统的运行安全性。