陳春 董源

摘要：隨著近年來數(shù)字信號與模擬信號應用技術的不斷發(fā)展，數(shù)字信號與模擬信號處理設備不斷向小型化的發(fā)展趨勢邁進，為了能夠系統(tǒng)性的證明小型雷達數(shù)字信號處理模式與傳統(tǒng)的模擬信號處理模式相比，綜合性能以及設備體積方面擁有更為強大的優(yōu)勢。筆者借助本文，首先對小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)的行業(yè)背景以及系統(tǒng)的原理概要進行了簡單的敘述，以此為基礎，進一步的闡述了小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)的內部原理，并從三個方面對，小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)的結構化設計方案進行了深入贅述，并在軟件結構化設計方案方面提出了筆者自己的見解。

關鍵詞：小型雷達;信號處理系統(tǒng);數(shù)字信號

小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)是一套主要借助脈沖多普勒體制，以及硬件設施，例如信號處理裝置，接收裝置，數(shù)據(jù)處理裝置以及外部接收天線和伺服設備等模塊化設備，組成的用于利用數(shù)字化模式對接收的信號進行處理的系統(tǒng)。為了能夠實現(xiàn)雷達對目標頻率高精確度的捕獲與追蹤功能，小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)需要對回波信號進行波普以及頻率的全面分析及數(shù)據(jù)處理，并且借助強大的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，完成一系列的內部操作以實現(xiàn)外部功能。實現(xiàn)此功能的全部流程，需要獲得硬件和軟件性能的全方位支持，也就是說，此功能需要借助完善的硬件與軟件平臺才能實現(xiàn)。基于可靠的軟硬件平臺，可針對設備使用的實際環(huán)境隨意改變路線及方向，同時提高目標頻段的截獲效率。

一、小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)的內部原理

一般情況下，接收器，數(shù)據(jù)緩存處理裝置，數(shù)據(jù)重組處理裝置，多路轉換開關以及壓控振蕩器都是小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)的硬件組成部分。具體的內部工作流程，首先對獲取的樣本進行數(shù)據(jù)重組，根據(jù)重組后數(shù)據(jù)的部分特點進行時域加窗工作，大幅削減遏制波段旁瓣的產(chǎn)生概率，基于先期處理的數(shù)據(jù)進行下一步的波譜頻率分環(huán)節(jié)，波譜分析環(huán)節(jié)主要通過在規(guī)定頻域內對捕獲信號進行細化檢測的方式實現(xiàn)的。整個信號及數(shù)據(jù)處理流程當中，這一環(huán)節(jié)至關重要，這一環(huán)節(jié)的處理效率及準確性直接影響有效截獲目標的真實性，在此環(huán)節(jié)準確無誤的基礎上，才能對目標實現(xiàn)進一步的追蹤工作。在對目標信息進行多普頻率分析工作的同時，小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)會對目標的頻率信息以及方位誤差進行統(tǒng)計分析，實現(xiàn)在復雜環(huán)境下的優(yōu)選目標追蹤功能。

二、小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)的結構化設計方案

2.1微型計算機處理硬件

對于高度數(shù)字化的小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)來說，在所有的硬件模塊當中，影響處理系統(tǒng)整體性能的核心硬件便是微型計算機的處理器。在大多數(shù)小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)所選擇和使用的計算機處理器的型號當中，TMs320C25處理器最受歡迎，這款處理器由美國商業(yè)科技公司生產(chǎn)，在處理技能內部有16位的固定地址及數(shù)據(jù)總線。與此同時，小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)還擁有多組數(shù)據(jù)存儲裝置，這些數(shù)據(jù)存儲裝置均為16k高速存儲器，分別用于存儲中央處理器運行過程中產(chǎn)生的不同類型的數(shù)據(jù)。

2.2雙通道頻率正交處理器

為了全面提高小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)的工作效率，就不得不提前對數(shù)字信號進行預備處理，而雙通道頻率正交處理方法就是實現(xiàn)此功能的主要途徑。利用雙通道頻率正交處理方法，可以完美的實現(xiàn)接收端信號轉換為正交和相互作用的雙通道視頻信號，有效地降低了接收端對采樣頻率的工作標準，使得設備整體無論是在制造成本還是在結構優(yōu)化方面都具備較大的研究發(fā)展空間。而雙通道頻率正交處理器主要由三個雙通道中頻混頻器組合而成，能夠實現(xiàn)對接收裝置方位差以及俯仰差等通道獲得的信號進行即時處理工作，大幅提高了小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)的綜合性能和工作效率。

2.3模擬信號與數(shù)字信號雙向轉換器

利用模擬信號與數(shù)字信號雙向轉換器，可以實現(xiàn)八路模擬信號的同時輸入的功能。但這樣的功能再提高了小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)的輸入性能的同時，也大大提高了模數(shù)雙向轉換的誤差。因此，為了解決這樣的問題，可以將不同通道的A/D芯片調整為同一規(guī)格，實現(xiàn)不同通道信號數(shù)據(jù)的共享。利用這一規(guī)格的芯片能夠提高開關轉換速度，實現(xiàn)數(shù)字信號與模擬信號雙向轉換器對不同通道的信號進行獲取和處理的工作。

三、小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)的軟件結構化設計方案

通過優(yōu)化雷達數(shù)字信號的處理模式，選用運行效率較高的程序匯編語言，完成軟件的設計與開發(fā)工作，對于小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)綜合性能的全面提升至關重要。在軟件設計開發(fā)之初，首先對軟件所能實現(xiàn)的功能進行結構化分析，制定初期的模塊化設計目標。與此同時，將各模塊的設計目標分配到不同的軟件編寫單位，利用自頂向下的軟件開發(fā)模式，實現(xiàn)小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)軟件的高效率開發(fā)工作。而軟件的功能模塊主要分為總控制模塊，算法控制模塊，工作控制模塊以及子程序控制模塊等多個模塊化結構。

四、結束語

數(shù)字信號與模擬信號技術的不斷發(fā)展及廣泛應用，使得數(shù)字信號與模擬信號處理設備持續(xù)小型化，借助本文，筆者首先對小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)的行業(yè)背景以及系統(tǒng)的原理概要進行了簡單的敘述，以此為基礎，進一步的闡述了小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)的內部原理，并從微型計算機處理硬件，雙通道頻率正交處理器以及模擬信號與數(shù)字信號雙向轉換器對小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)的結構化設計方案進行了一體化的分析，希望能為我國的小型雷達數(shù)字信號處理系統(tǒng)的研發(fā)工作提供一定的參考性建議。

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