小型雷达数字信号处理系统的分析

陈春 董源

摘要：随着近年来数字信号与模拟信号应用技术的不断发展，数字信号与模拟信号处理设备不断向小型化的发展趋势迈进，为了能够系统性的证明小型雷达数字信号处理模式与传统的模拟信号处理模式相比，综合性能以及設备体积方面拥有更为强大的优势。笔者借助本文，首先对小型雷达数字信号处理系统的行业背景以及系统的原理概要进行了简单的叙述，以此为基础，进一步的阐述了小型雷达数字信号处理系统的内部原理，并从三个方面对，小型雷达数字信号处理系统的结构化设计方案进行了深入赘述，并在软件结构化设计方案方面提出了笔者自己的见解。

关键词：小型雷达;信号处理系统;数字信号

小型雷达数字信号处理系统是一套主要借助脉冲多普勒体制，以及硬件设施，例如信号处理装置，接收装置，数据处理装置以及外部接收天线和伺服设备等模块化设备，组成的用于利用数字化模式对接收的信号进行处理的系统。为了能够实现雷达对目标频率高精确度的捕获与追踪功能，小型雷达数字信号处理系统需要对回波信号进行波普以及频率的全面分析及数据处理，并且借助强大的数据处理系统，完成一系列的内部操作以实现外部功能。实现此功能的全部流程，需要获得硬件和软件性能的全方位支持，也就是说，此功能需要借助完善的硬件与软件平台才能实现。基于可靠的软硬件平台，可针对设备使用的实际环境随意改变路线及方向，同时提高目标频段的截获效率。

一、小型雷达数字信号处理系统的内部原理

一般情况下，接收器，数据缓存处理装置，数据重组处理装置，多路转换开关以及压控振荡器都是小型雷达数字信号处理系统的硬件组成部分。具体的内部工作流程，首先对获取的样本进行数据重组，根据重组后数据的部分特点进行时域加窗工作，大幅削减遏制波段旁瓣的产生概率，基于先期处理的数据进行下一步的波谱频率分环节，波谱分析环节主要通过在规定频域内对捕获信号进行细化检测的方式实现的。整个信号及数据处理流程当中，这一环节至关重要，这一环节的处理效率及准确性直接影响有效截获目标的真实性，在此环节准确无误的基础上，才能对目标实现进一步的追踪工作。在对目标信息进行多普频率分析工作的同时，小型雷达数字信号处理系统会对目标的频率信息以及方位误差进行统计分析，实现在复杂环境下的优选目标追踪功能。

二、小型雷达数字信号处理系统的结构化设计方案

2.1微型计算机处理硬件

对于高度数字化的小型雷达数字信号处理系统来说，在所有的硬件模块当中，影响处理系统整体性能的核心硬件便是微型计算机的处理器。在大多数小型雷达数字信号处理系统所选择和使用的计算机处理器的型号当中，TMs320C25处理器最受欢迎，这款处理器由美国商业科技公司生产，在处理技能内部有16位的固定地址及数据总线。与此同时，小型雷达数字信号处理系统还拥有多组数据存储装置，这些数据存储装置均为16k高速存储器，分别用于存储中央处理器运行过程中产生的不同类型的数据。

2.2双通道频率正交处理器

为了全面提高小型雷达数字信号处理系统的工作效率，就不得不提前对数字信号进行预备处理，而双通道频率正交处理方法就是实现此功能的主要途径。利用双通道频率正交处理方法，可以完美的实现接收端信号转换为正交和相互作用的双通道视频信号，有效地降低了接收端对采样频率的工作标准，使得设备整体无论是在制造成本还是在结构优化方面都具备较大的研究发展空间。而双通道频率正交处理器主要由三个双通道中频混频器组合而成，能够实现对接收装置方位差以及俯仰差等通道获得的信号进行即时处理工作，大幅提高了小型雷达数字信号处理系统的综合性能和工作效率。

2.3模拟信号与数字信号双向转换器

利用模拟信号与数字信号双向转换器，可以实现八路模拟信号的同时输入的功能。但这样的功能再提高了小型雷达数字信号处理系统的输入性能的同时，也大大提高了模数双向转换的误差。因此，为了解决这样的问题，可以将不同通道的A/D芯片调整为同一规格，实现不同通道信号数据的共享。利用这一规格的芯片能够提高开关转换速度，实现数字信号与模拟信号双向转换器对不同通道的信号进行获取和处理的工作。

三、小型雷达数字信号处理系统的软件结构化设计方案

通过优化雷达数字信号的处理模式，选用运行效率较高的程序汇编语言，完成软件的设计与开发工作，对于小型雷达数字信号处理系统综合性能的全面提升至关重要。在软件设计开发之初，首先对软件所能实现的功能进行结构化分析，制定初期的模块化设计目标。与此同时，将各模块的设计目标分配到不同的软件编写单位，利用自顶向下的软件开发模式，实现小型雷达数字信号处理系统软件的高效率开发工作。而软件的功能模块主要分为总控制模块，算法控制模块，工作控制模块以及子程序控制模块等多个模块化结构。

四、结束语

数字信号与模拟信号技术的不断发展及广泛应用，使得数字信号与模拟信号处理设备持续小型化，借助本文，笔者首先对小型雷达数字信号处理系统的行业背景以及系统的原理概要进行了简单的叙述，以此为基础，进一步的阐述了小型雷达数字信号处理系统的内部原理，并从微型计算机处理硬件，双通道频率正交处理器以及模拟信号与数字信号双向转换器对小型雷达数字信号处理系统的结构化设计方案进行了一体化的分析，希望能为我国的小型雷达数字信号处理系统的研发工作提供一定的参考性建议。

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