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1、数字信号处理器（DSP）在脉冲压缩中的应用研究火控雷达技术第28卷数字信号处理器(DSP)在脉冲压缩中的应用研究张群英杨学贤一,——,72晾驵埘北..雌"丁~7【摘要】讨论数字信号处理器在雷达脉冲压缩技术中的应用.在分析雷达数字脉冲压缩技术的基础上,分I给出通用DSP和专用DSP实现脉冲压缩系统的方案.讨论这两种方案中DSP的应用结构及其优缺点,并给出脉压系统选用DSP的依据,并介绍目前可以应用关键词:脉冲压缩■__—''.._'ApplicatiZhangQunyingYangXuexian(BeijingInstituteofTechnology,Beijing
2、100081)nAbstract:ThetechnologyofdigitalpulsecompressionisanalyzedandSOIIIe.generalandspecialDSPsthatareoftenusedindigitMpulsecompressionaredescribedinthispaper.TwosystemschemesadoptingdifferentDSParealsoprovided.Atlast,sortiesuggestionsonhowtOselectandarrangethoseDSPsaregiven.Keywords.
3、pulsecompressiondigitalsignalprocessorFFT1引言脉冲压缩技术有效地解决了雷达作用距离和距离分辨力之问的矛盾,是实现雷达高分辨力的有效途径[1].早期的脉冲压缩系统工程实现采用模拟方法.近年来,随着数字技术的发展,特别是多种高性能数字信号处理器(DsP)的不断涌现,使得脉压数字化成为可能.数字化的脉冲压缩系统具有性能稳定,受干扰小,工作方式灵活多样0],易于控制的优点,是现代脉压系统的发展趋势,并逐渐成为现代雷达不可缺少的一部分.多种数据处理能力不断增强,性能指标不断提高的DSP相继问世,为实现数字化的脉冲压缩系统提供了充分的条
4、件和有力的工具.但在不同的雷达,对脉冲压缩系统有不同的要求,使得DSP在脉压系统的应用形式也各不一样.如何根据具体的脉压系统参数要求,选用合适的DSP,选择合理的DSP应用结构,直接影响脉压系统的可实现度,成本及性能.本文首先介绍了目前常用的两类脉压系统的特点,分析了通用DSP和专用DSP应用于脉压时系统的实现方案及其优缺点,讨论了这两奉文于1998.年8月3刚女到12,年㈣II一)1/第1期张群英等数字信号处理嚣(DSP)在脉冲压缩中的应用研宄种方案中DSP的应用结构,通过分析,指出了今后脉压系统应用DSP的趋势.最后,给出了脉压系统选用DSP的依据.2数字脉冲压
5、缩技术所谓脉冲压缩就是两个波形的互相匹配,在信号处理方式上,理论上仍基于匹配滤波的概念.基于匹配滤波器的数字技术主要在时域及频域来实现.在时域上即求接收信号与发射波形的存储样本复共轭之间的卷积.这个卷积过程也可以映射到频域进行,即输入信号的傅里叶变换乘以基准信号的傅里叶变换,其乘积的逆变换就是脉压结果口].若发射信号为s(t),其频谱为S();脉冲压缩系统的冲击响应h(),传递函数为H(),则输出为ry")一")*h")一?(.一)*S()=矗I(0一t)?5"一r)dr(1)JY()=S()?H()一kS()?exp(一jolt)?S()(2)依据(1)式的实现方
6、法叫作时域相关法,(2)式的方法叫作频域FFT法.对应于上述的两种脉压实现方法,DSP在脉冲压缩中的应用主要为求卷积和求FFT.时域相关法和频域FFT法均在脉冲系统中得到了广泛的应用.时域相关法的优势在于,当数字相关器的运算速度可达到A/D的采样速度,则整个系统可以实时的进行脉压处理,输入信号的长度不受滤波器阶数的限制系统采用DSP芯片的数量由参考码的长度决定,而与信号长度无关.这一特点使得系统在不增加设备量的前提下,能处理更多点数的雷达回波,以满足警戒,搜索等雷达在大距离范围上的需要.其缺点是运算量大,往往需要多片DSP才能完成.当A/D部分频率较高时,脉压部分将
7、无法实时处理.所以一般用于距离分辨力较低的搜索雷达.频域FFT法比时域相关法大大减少了运算量,从而降低了硬件的要求,一般单片的DSP就可以完成脉冲压缩任务,工程上容易实现.频域FFT法适用于只在某一部分距离单元进行脉压的系统.用于FFT运算的器件一般具有较长的参考码.这种方法的缺点是当数据点数N较大时,系统的设备量及处理时间都将随之增加,一般用于跟踪雷达中.但随着高速DSP的应用,如TMS320C6X,使得该种脉压系统的速度大大提高,处理能力大大增强,应用范围越来越广泛.3应用DSP实现脉冲压缩的两种方案3.1两类DSP及目前脉压系统中常用的DSP芯片应用于脉冲
