劉億

摘要：當(dāng)前國內(nèi)信息科技、電子技術(shù)水平飛速提高，僅僅強調(diào)對信息的收集、處理工作具有高精度、高速度的傳統(tǒng)設(shè)備已經(jīng)不再能滿足當(dāng)今用戶的需求，用戶更傾向于擁有高速度、高精度的同時還要擁有智能化、低成本、體積小、低功耗的性能。為了滿足用戶的需求以及對傳統(tǒng)設(shè)備進行改造與創(chuàng)新，可以將ARM引入到雷達信號處理系統(tǒng)的設(shè)計環(huán)節(jié)中，滿足嚴(yán)苛的用戶需求的同時有效提高速度、提高資源與能源的利用效率。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代雷達;信號處理技術(shù);發(fā)展趨勢

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，射頻頻譜擁擠的現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，雷達通信一體化作為解決頻譜擁擠的辦法而備受關(guān)注。雷達通信一體化不僅能提高頻譜的利用率，還能減少設(shè)備的體積、成本、能耗等。雷達通信一體化的實現(xiàn)方式有很多種，目前主要是通過通信共享雷達資源來實現(xiàn)。預(yù)設(shè)計正交信號集，每個脈沖周期發(fā)射其中的1個，接收機根據(jù)接收到的正交信號就可解出相應(yīng)的信息。然而，脈沖之間的信號不同會使雷達的相干處理受到影響，正交波形的設(shè)計也會增加，使系統(tǒng)更加復(fù)雜。將雷達信號當(dāng)作載波，用通信信號去調(diào)制雷達信號形成發(fā)射信號也是一種有效的方法。

1數(shù)據(jù)預(yù)處理及數(shù)據(jù)處理主函數(shù)

雖然現(xiàn)代雷達信號處理技術(shù)已經(jīng)得到了很大的發(fā)展，但即使經(jīng)過信號處理后的觀測中還是會摻雜一些干擾，而且一般觀測數(shù)據(jù)數(shù)量較大，對后續(xù)計算機存儲和處理方面的要求較高。所以，先利用數(shù)據(jù)預(yù)處理，在觀測數(shù)據(jù)進行起始、關(guān)聯(lián)等其他數(shù)據(jù)處理過程之前對數(shù)據(jù)進行初步篩選，將那些不在門限內(nèi)的數(shù)據(jù)剔除，只有經(jīng)過所有判決門限的數(shù)據(jù)才被保留下來。觀測數(shù)據(jù)預(yù)處理的好處在于使得后續(xù)數(shù)據(jù)處理過程中數(shù)據(jù)的規(guī)模明顯減小，計算量大幅下降，在一定程度上能夠減輕計算機的負(fù)擔(dān)，提高數(shù)據(jù)處理的速度和目標(biāo)跟蹤的精度，同時使虛假航跡形成的可能性降低。數(shù)據(jù)預(yù)處理在仿真中表現(xiàn)為設(shè)定一定的判決門限，包括距離門限、方位角門限、俯仰角門限等，將那些不在門限之內(nèi)的數(shù)據(jù)剔除。

基于此，雷達數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在每個執(zhí)行周期接收一組輸人數(shù)據(jù)，若數(shù)據(jù)為第一批數(shù)據(jù)，一般存儲在暫時點跡中;若接收到的輸人數(shù)據(jù)不是第一批數(shù)據(jù)，則將其與可靠航跡做點跡航跡關(guān)聯(lián)，若關(guān)聯(lián)上，則用其更新可靠航跡，若關(guān)聯(lián)不上，則將其存在暫時點跡中。暫時點跡可用于后續(xù)的航跡起始等，當(dāng)暫時點跡超過一定門限后將被刪除，具體描述如下：

如果觀測數(shù)據(jù)為非空：則進行數(shù)據(jù)預(yù)處理，通過門限的數(shù)據(jù)保存為輸人數(shù)據(jù)。若處理的是第一批數(shù)據(jù)，當(dāng)輸人數(shù)據(jù)為空時進行初始化;當(dāng)輸人數(shù)據(jù)為非空時，則提取其中的徑向距離和方位角信息，并存于暫時點跡文件中。若處理的不是第一批數(shù)據(jù)，當(dāng)輸人數(shù)據(jù)為空時，暫時點跡若為非空，則點跡未使用次數(shù)加一，達到門限時刪除該點跡信息，而可靠航跡若為非空，則進行航跡消亡及航跡補點;當(dāng)輸人數(shù)據(jù)為非空時，提取其中的徑向距離和方位角信息并存于待處理數(shù)據(jù)中，此時，可靠航跡若為非空則進行點跡航跡關(guān)聯(lián)、航跡消亡及航跡補點，若暫時點跡為空，則將待處理數(shù)據(jù)存于暫時點跡文件中，若暫時點跡為非空，則進行航跡起始。

如果觀測數(shù)據(jù)為空：若處理的是第一批數(shù)據(jù)，則進行初始化;若處理的不是第一批數(shù)據(jù)，暫時點跡若為非空，則點跡未使用次數(shù)加一，達到門限時刪除該點跡信息，可靠航跡若為非空，則進行航跡消亡及航跡補點。

2基于ARM的雷達信號處理系統(tǒng)研究

2.1系統(tǒng)硬件設(shè)計

在進行雷達信號處理系統(tǒng)的設(shè)計工作時，系統(tǒng)平臺主要由兩部分構(gòu)成：核心板、基本板。（1）核心板的重要作用是集成SamsungS3C2410A-26處理器。同時，還可以集成16M的FLASH以及64M的SDRAM等，這樣一來就能對系統(tǒng)進行有效的管理。（2）基本板的重要作用是集成不同類型的外設(shè)接口，并且還可以進行數(shù)據(jù)信息的處理，集成外圍電路以及處理器等等?？傮w而言，基于ARM的雷達信號處理系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)層面主要包含CPU以及FPGA、DSP、電源四個不同的模塊。

2.2系統(tǒng)軟件設(shè)計

在進行系統(tǒng)軟件設(shè)計工作時，需要在特定的硬件平臺上完成軟件的開發(fā)與研究工作。這一過程中，首先要搭建相應(yīng)的交叉編譯環(huán)境。嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)主要包含以下幾個方面：引導(dǎo)加載程序、Linux內(nèi)核以及文件系統(tǒng)、應(yīng)用程序等的開發(fā)，其中引導(dǎo)加載程序是重點。對于交叉編譯環(huán)境而言，它是一個特定的開發(fā)環(huán)境，在這一環(huán)境下能夠進行嵌入式程序的編寫、連接，同時還能完成程序的調(diào)試。一般來說，開發(fā)環(huán)境通常利用的是宿主機、目標(biāo)機模式。當(dāng)交叉編譯開發(fā)環(huán)境搭建工作結(jié)束之后，要移植Bootloader。移植環(huán)節(jié)可分為兩種不同的方式：一種是對現(xiàn)有的Boot.10ader進行移植;另一種主要是對代碼進行重新的編寫。由于后者的周期相對較長，因而移植環(huán)節(jié)中大多采用第一種Boodoader移植方法。相比于第二種方法，前者有著諸多的優(yōu)勢：實施過程相對簡單、方便，并且能夠顯著縮短開發(fā)周期。不管是哪一類型的系統(tǒng)，要想提高運行環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性、可靠性，不僅要提高硬件平臺的可靠度，同時還要創(chuàng)設(shè)一個穩(wěn)定的軟件環(huán)境。

2.3系統(tǒng)調(diào)試

2.3.1系統(tǒng)硬件調(diào)試

在進行硬件調(diào)試工作時，因為PCB板上分布著大量的元器件，因而在進行實際的焊接工作之前，設(shè)計人員要嚴(yán)格對照電路圖，對于電路板進行全面的測試，這一環(huán)節(jié)需要用到萬用表的二極管檔位。調(diào)試過程中，一旦發(fā)現(xiàn)短路、斷路等問題，要采取針對性措施予以解決。當(dāng)確保電氣連接狀況不存在問題之后，才能進行后續(xù)的焊接工作。具體焊接工作中，要采取分模塊的方法進行焊接。焊接過程中要先對電路電源部分完成焊接，之后在對電源電壓進行測試，以確保輸出電壓的穩(wěn)定性達到要求。此后，才能按步驟進行其他模塊的焊接工作。模塊全部焊接完成之后，工作人員還要利用萬用表進行電源狀況的檢查，確保不存在短路、斷路以及虛焊等問題。

2.3.2軟件調(diào)試

軟件調(diào)試的重點是CPU模塊的調(diào)試，具體調(diào)試環(huán)節(jié)中要做好LCD顯示裝置以及PS/2調(diào)試。（1）在進行LCD顯示裝置的調(diào)試工作時，要在系統(tǒng)中植入程序，進而對LCD的工作狀態(tài)進行測試。這一過程中，要確保屏幕上能夠顯示文字以及坐標(biāo)等信息。需要注意的是，要應(yīng)用畫點函數(shù)進行顯示裝置的調(diào)試。（2）軟件調(diào)試工作中還要對PS/2調(diào)試引起重視，對設(shè)備地址的匹配狀況進行判斷，之后再調(diào)用函數(shù)指針將數(shù)據(jù)分配給相應(yīng)的驅(qū)動程序，并對數(shù)據(jù)處理狀況進行檢查。

總之，基于ARM的雷達信號處理系統(tǒng)，不僅有著相對較快的響應(yīng)速度，同時能夠節(jié)約大量的資源與能源，在當(dāng)今社會大力提倡的高效率、節(jié)能、智能化的口號下，該系統(tǒng)在未來將有著廣泛的發(fā)展與應(yīng)用前景，因而要加強對該系統(tǒng)軟件與硬件的設(shè)計研究，提高系統(tǒng)的整體設(shè)計水平。本文先從嵌入式系統(tǒng)的特點與結(jié)構(gòu)體系著手，并進一步研究了系統(tǒng)的軟件、硬件設(shè)計以及系統(tǒng)調(diào)試等內(nèi)容，以求為后續(xù)的研究人員提供幫助。

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（作者單位：貴州航天電子科技有限公司）