机载雷达目标检测空时自适应处理器的设计与实现

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1、＿Ｍ硕士学位论文Ｉ傷．机载雷达目标检测空时自适应处理器的设计与实现作者姓名胡雪云学校导师姓名、职称史江义副教授企业导师姓名、职称钟征宇高工申请学位类别工程硕士Ｉ西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果；也不包含一为获得西安电子科技大学或其它教育机

2、构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同事对本研宂所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任。■：：棚眘日期１來本人签名元西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文，的复印件；学允许采用影，允许查阅、借阅论文校可以公布论文的全部或部分内容印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本

3、人保证，结合学位论文研宄成果完成的论文。、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学：本人签名：ｆ导师签名＾胡５“？日期：日期：学校代码10701学号1511122759分类号TN4密级公开西安电子科技大学硕士学位论文机载雷达目标检测空时自适应处理器的设计与实现作者姓名：胡雪云领域：软件工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：史江义副教授企业导师姓名、职称：钟征宇高工学院：微电子学院提交日期：2018年6月DesignandImplementationofSTAPProcesso

4、rforAirborneRadarTargetDetectionAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinSoftwareEngineeringByHuXueyunSupervisor:ShiJiangyiTitle:AssociateProfessorSupervisor:ZhongzhengyuTitle:SeniorEngineerJune2018摘要摘要随着信息化和

5、智能化的飞速发展，机载雷达逐渐由军用向民用领域推广，而动目标检测能力在机载雷达领域扮演着重要的角色。空-时自适应处理（STAP）技术作为提升机载雷达动目标探测能力的有效技术途径之一，虽然出现在四十多年前，但是世界范围内的兴趣仍在高涨。本课题来源于国家部委项目，考虑到STAP技术的杂波回波抑制性能以及实际工程应用中所受到的约束因素，本文对降维STAP算法的性能以及算法的实时实现等关键技术进行了研究。主要研究内容如下：1、基于自适应结构降维和固定结构降维设计了三多普勒通道联合迭代自适应处理（3CIAP）算法。全STAP

6、算法虽然可以最大程度地滤除杂波，但是当信号矢量空间维度很大时，计算复杂度高，不能直接运用到实际工程中。已有适合工程应用的降维STAP算法运算资源开销大，效率低。本文基于上述两种结构的属性，提出一种两级级联的降维算法。第一级采用多普勒三通道联合自适应处理（3DT）对空-时二维数据进行预滤波，降低系统时域自由度（DOFs），第二级采用相关相减多级维纳滤波器（CSA-MWF），进行权矢量的求解。理论分析和仿真实验结果证实在本设计的应用背景下，与3DT和全STAP方法相比，该方法的杂波抑制性能损失都在3dB以内，而计算量则

7、分别降低接近两个数量级和二分之一数量级以上。2、采用流水线结构实现空-时子空间变换和CSA-MWF电路的设计。空-时子空间变换和CSA-MWF是所提3CIAP算法的两项关键技术。前者在实质上相当于快速傅里叶变换（FFT）运算。通过分析和对比现有FFT处理器架构的特点，同时兼顾速度、功耗和面积，最终采用流水线的结构对FFT处理器进行设计实现，完成128点FFT运算。后者按照功能，可以映射成前向递推模块、后向递推模块和权值求解模块。前向递推模块对变换域后的空-时快拍数据完成正交分解，后向递推模块对期望信号完成后向滤波处

8、理，权值求解模块完成标量权值向最佳权矢量的转化。各模块采用流水线结构以加速电路的数据处理量。3、基于多片现场可编程门阵列（FPGA）设计了一种并行处理系统并完成了功能验证。由于单片FPGA资源有限，且雷达系统对STAP处理器的实时性要求高。本文对所提3CIAP算法的并发性和同时性进行了研究，对算法进行子进程划分。结合算法的工作原理，整体则采用全局流水的方法以