基于FPGA的多通道雷达数据回放系统设计

为解决雷达实时信号处理功能及性能有效验证问题,文中设计并实现了一种宽窄带一体化、多通道雷达数据回放系统。该系统按雷达工作的时序和数据率将雷达回波数据发送至实时信号处理系统,从而对目标跟踪场景进行复现,实现雷达实时信号处理功能及性能的有效验证。系统硬件平台由磁盘阵列服务器与两块PCIe光纤板组成。基于Xilinx系列产品,结合系统特点对PCIe DMA控制流程及响应机制做进一步调整,实现了服务器到光纤板的雷达回波数据高速批量传输。根据雷达工作机制及回波数据结构,设计FPGA回放控制状态机及相关功能模块,严格按照雷达工作的时序和数据率使雷达回波数据由光纤板传输至实时处理系统。分别设计软件同步控制方法和硬件同步控制方法,保证多板卡数据回放的同步性。测试结果表明,该系统实现了宽、窄带雷达回波数据的板间同步回放,各数据类型分别支持6路并行数据通道,数据回放峰值速率可达1 920 MB·s^-1。文中系统可依托雷达原有硬件平台实现,无需增设板卡和线缆,具有良好的集成性与通用性,目前已被应用于某多功能相控阵雷达中。     

相干激光测风雷达信号处理系统研究

介绍了基于相干探测方式的多普勒激光测风雷达的基本组成结构和原理,着重对激光测风雷达的信号处理系统进行了研究.文中给出了信号处理系统中所采用的多普勒信号处理方法,对采集到的多普勒回波信号进行了仿真研究.采用商业数据采集卡和LABVIEW软件,设计了相干激光测风雷达信号处理系统,并通过搭建的平台实现了激光视向风速的测量.通过模拟的多普勒回波信号,对信号处理系统进行了测试验证,实验结果证明了该信号处理系统能够达到0.8 m/s的速度测量精度.     

基于BWDSP100处理器的无源雷达信号处理系统

针对国产BWDSP100处理器的性能和特点,提出了由4片BWDSP100处理器芯片构成的任务式并行信号处理系统,满足无源雷达大运算量的信号处理算法要求。该系统并行实现波束形成、自适应干扰抑制、长时相干积累和目标检测处理等。分析了雷达的主要信号处理模块在系统中的实现算法,估计了其运算量。实际工程应用表明该多片数字信号处理并行系统应用于无源雷达系统中,满足了雷达信号处理开放性、可扩展性的要求,提升了无源雷达系统的性能。     

分形在PRC-CW雷达目标回波分析中的应用

针对近程伪码调相毫米波雷达复杂目标回波具有很强非线性的特点,以伪码调相毫米波雷达相关处理后的回波数据为对象,以分形理论为工具来研究目标回波的复杂性和不规则性,提出将目标回波的分形维数作为特征参数。外场实测数据计算结果表明,不同目标的关联维数有较明显的差异,可以作为特征参数用于目标分类和识别。     

基于DSP的雷达通用并行信号处理平台

介绍了由8片ADSP_ts101构成的雷达通用并行信号处理平台，并详细分析了此并行信号处理平台的内部结构特征。该平台具有运算能力强、10带宽大、通信手段多样、拓扑结构清晰以及通用性强等优点。在此平台的基础上通过对信号处理算法的并行设计，以及对处理任务的合理分配，实现了高速实时雷达信号处理。     

弹道中段目标多普勒成像算法研究

弹道中段目标成像技术是弹道导弹防御系统的核心技术。利用传统的宽带ISAR雷达对弹道中段目标成像无法利用统一的相位补偿函数进行相位补偿,导致成像结果的模糊。该文提出一种提取时频骨架线的信号处理算法,算法通过对提取的弹道中段目标窄带回波的时频多普勒骨架线进行幅度增强,提高目标多普勒成像分辨率,仿真数据和暗室测量数据试验表明,该算法能够实现基于窄带雷达回波多普勒信息的弹道中段目标二维成像。     

雷达信号及其处理

9915762探地雷达回波信号处理中小波变换域滤波方法的研究[刊]/詹毅//西安电子科技大学学报.—1999,26(3).—305～309(D)9915763毫米波单脉冲雷达目标二维结构成像方法(刊]/刘峥//西安电子科技大学学报.—1999,26(3).—281～285(D)基于步进频率距离高分辨技术和单脉冲偏轴测角技术,研究了一种在杂波背景下雷达目标高分辨二维结构成像的方法,并给出了地面坦克目标的成像实例。该方法具有算法简便、实时性强、杂波抑制能力强等特点,为毫米波雷达在强杂波背景中识别目标提供了一条有效途径。参5     

基于FPGA的雷达回波信号设计与实现

针对雷达回波信号的模拟进行了需求分析,通过比较,提出了以FPGA为核心模拟雷达回波信号的优势。文中主要阐述了基于FPGA的雷达回波信号模拟的系统构成和设计思想,详细介绍了雷达回波信号的具体设计与实现方法,以及数据的传输和处理的方式,并合理设计了目标回波数据生成流程,使系统能够灵活配置雷达回波信号的参数与实时接收雷达信号处理机的正北标志和主脉冲标志进行目标回波的生成。最后,对模拟的雷达目标回波进行了测试,结果证明该系统完全满足各项设计要求。     

毫米波雷达DBS回波信号仿真

为了在实验室内完成多普勒波束锐化（DBS）技术的评估、验证及优化,阐述了多普勒波束锐化（DBS）技术的基本原理及DBS图像拼接算法,结合目标DBS回波理论模型及毫米波雷达的特点,采用Matlab工具对目标的DBS回波信号进行了计算机仿真,得到目标DBS回波数据,运用DBS成像技术完成回波仿真数据的成像处理,实现了不同波束内不同方位的目标回波仿真及成像,验证了DBS回波仿真算法的正确性。为DBS回波仿真的工程应用奠定了基础。     

收发分置连续波雷达关键技术试验研究

主要论述了为解决收发分置连续波雷达的直达波抑制及高速目标的大时宽信号处理等关键技术,利用现有设备进行技术改造,建立试验系统开展直达波抑制和目标探测专题试验研究,通过实测直达波数据对收发分置连续波体制雷达的直达波抑制进行可行性分析,并通过探测实际目标回波数据处理分析对雷达工作波形设计、大时宽信号回波处理等关键技术进行了攻关验证。     

基于网络平台的雷达兵模拟训练系统

针对目前模拟训练系统中存在的不足，为提高雷达部队日常训练的质量和效率，提出了一种基于网络平台的雷达兵模拟训练系统的设计方案。该系统以具有一定战术背景的雷达情报想定为仿真对象，通过模拟的方法实时产生训练所需的雷达回波信号。根据数据处理服务器在对雷达情报想定预处理过程中所担负的任务，采用了模块化程序设计思想，给出了数据处理服务器软件的设计模型。     

边坡监测雷达快速预处理的FPGA实现

为减小边坡监测雷达系统中巨大的数据运算和传送压力，并充分利用Xilinx Kintex-7 FPGA内部富余的硬件资源，设计了针对调频连续波的地基合成孔径雷达回波数据的快速预处理系统。该系统利用FPGA的并行处理能力与流水线结构，结合Xilinx ISE14.7开发平台中AM/ROM、Divider、FFT IP核，实现了任意数量PRT信号相干积累、汉宁窗加窗滤波以及距离向压缩三项功能。经该系统处理后，在雷达回波数据到达DSP之前，雷达回波信号的信噪比得到了显著提高,距离向旁瓣得到了有效抑制，同时雷达系统的实时处理能力得到了极大的提升。     

动平台分布式相参雷达系统分析

分布式相参雷达通过相参处理,可提升N3倍回波信噪比,从而可大幅度提高目标探测性能,因此分布式相参雷达具有重要的价值。对于地基分布式相参雷达,目前已经进行了大量的研究。本论文将分布式相参雷达系统扩展到运动平台,分析了运动平台下分布式相参雷达所面临的非均匀杂波背景下目标检测以及时/空/频(相)同步等挑战,并对相关问题进行了建模分析,最后对动平台分布式相参雷达系统进行了硬件搭建并对动平台雷达系统性能进行了初步的实验测试。      

基于场景定义的弹道目标雷达回波仿真方法

回波仿真是开展系统论证和算法研究的基础。传统的弹道目标雷达回波仿真研究侧重对弹道目标和干扰信号各自特性的建模,缺乏系统级联合仿真途径。文中介绍了一种基于场景定义的弹道目标动态雷达回波仿真方法。该方法基于统一的人工场景定义平台,结合弹道轨道运动模型、摆动模型和电磁干扰模型,模拟产生高逼真度的摆动弹道目标雷达回波。该方法还可灵活接入暗室或靶场实测的目标雷达散射截面数据和干扰样本数据,为复杂电磁环境下的导弹目标探测和识别算法研究提供数据支撑。     

跟踪雷达的高速实时信号处理系统研究

介绍了基于多片ADSP-TS101的高速实时跟踪雷达信号处理系统。为了实现对雷达信号的高速实时处理,系统采用并行化和模块化设计,将硬件平台与软件编程相结合,对跟踪雷达回波信号采用脉冲压缩,动目标检测以及恒虚警处理算法,获取了目标距离和角度信息。对该系统进行测试,结果表明系统的实现具有很高的可行性和效率。     

光纤数据接收单元的设计和实现

完成了用于某数字阵雷达试验阵系统光纤数据接收单元的设计和开发工作。该单元作为雷达T/R组件和信号处理分系统之间的桥梁,通过光纤完成雷达回波数据的接收,同时可以实现雷达回波数据一个重复周期的乒乓存储和传输。除此之外,光纤数据接收单元实现了与雷达定时监控分系统的串口通信功能。给出了一种基于FPGA和光纤接收模块的实现方案,介绍了光纤数据接收单元的系统构成、硬件接口电路设计以及FPGA中各个控制模块的开发。     

动目标检测与速度估计仿真研究

介绍了雷达信号处理技术中的脉冲压缩、动目标检测、脉冲多普勒处理和恒虚警检测技术,并对雷达发射波形、目标回波、动目标检测进行了Matlab仿真。对脉冲回波信号进行脉冲压缩与动目标显示得到动目标脉压信号。利用动目标显示和脉冲多普勒处理实现脉压信号的动目标检测,并得到脉冲多普勒数据块。在数据块的距离维上进行恒虚警检测,检测动目标的距离,然后提取对应距离门的多普勒数据,检测动目标的速度。通过仿真建立了雷达信号处理的基本框架,为雷达系统建模及其仿真的深入研究提供了仿真支持。     

基于CPCI总线的通用雷达回波信号模拟器

为了在实验室环境下对雷达信号处理系统进行调试和工作效能测试，设计了一种基于紧凑型外部设备互联总线（CPCI）和现场可编程门阵列技术的通用雷达回波信号模拟器，利用MATLAB的强大仿真功能，模拟产生各种体制雷达的回波信号数据，通过CPCI总线把它们写入该信号模拟器的同步动态随机存储器中，雷达信号处理模块再从该模拟器中反复读出数据进行处理，从而调试和检测雷达信号处理模块在各种杂波及无源干扰条件下对目标的处理。结果证明，该模拟器具有良好的通用性和精确度，并且运行可靠。