多波形频域脉压并行处理机的设计及相关技术研究

通用并行处理技术的飞速发展为更高性能雷达系统的研制提供了更新、更强大的处理平台，结合处理方法的改进，可以满足新一代雷达不断提升的更高速、更大运算量的处理要求。 本文对现代雷达广泛采用的脉冲压缩及动目标显示等关键技术进行了较为深入的仿真研究，并重点研究了数字脉冲压缩技术的频域实现方法，成功研制了多波形频域数字脉压通用并行处理系统，能够实现信号带宽5MHz、采样率6.6MHz，时宽42us以内的线性调频、非线性调频及相位编码信号的实时脉压处理，技术指标完全满足实际系统的设计要求，具有显著的工程应用价值。 论文内容的安排是：第一章引言部分简要陈述了雷达及相关技术的发展概况，并介绍了本文的主要工作；第二章全面阐述了与本文工作密切相关的雷达信号处理基本理论，归纳总结出了对本文工作具有指导意义的关键性结论；第三章系统地完成了多波形脉压处理的仿真研究，并针对线性调频信号，提出了综合考虑各项指标要求的一种新的组合窗加权方法，可有效应用于实际系统设计；第四章在简要分析了杂波模拟及一般应用的动目标显示技术的基础上，重点提出了一种适于宽带/超宽带雷达杂波抑制的非相干动显实现方法；第五章详细介绍了当前最新的通用DSP技术及并行处理技术，并提出了基于通用DSP并行处理模块搭建硬件平台，以软件方法实现频域脉压的一种设计思路；第六章重点阐述了频域脉压通用并行处理系统的设计与实际系统测试，得到了相应的实验结果。 本文的主要创新之处： （1）对信号带宽为5MHz，时宽带宽积积TB在210以内的多种脉压信号频域压缩处理性能进行了比较全面的分析研究。基于实际系统使用的6.6MHz采样率，对不同多普勒频移的情况进行仿真研究，得出了对实际应用十分重要的研究结果。 （2）已有研究多采用经典窗加权和频谱修正进行旁瓣抑制处理，而对不 同窗函数进行组合优化，以权衡各项参数要求的方法鲜有报道。本文针对LFM信号，提出了综合考虑脉压主副比、主瓣展宽及信噪比损失等多项技术指标，采用一种新的组合窗实现加权处理的频域脉压方法，可有效应用于实际雷达系统。 （3）针对宽带/超宽带雷达，提出一种通过雷达回波信号的瞬时位移来检测运动目标的非相干动目标显示实现方法，在完全消除“盲速”影响并简化系统设计的同时，亦能够实现对包括低速目标在内的不同速度目标的有效检测。 （4）针对现代雷达大运算量、模块化、易移植及实时处理的应用要求，为进一步简化设计，缩短研发周期，提出了一种采用通用并行处理模块，以软件方法进行雷达脉冲压缩处理系统设计的思路，并展望了未来发展方向。 （5）基于以当前主流ADSP-21160 SHARC DSP 芯片为核心所组成的通用并行模块HHPC硬件处理平台，通过相关算法研究，成功研制了适用于多种波形和参数脉压信号的频域数字脉冲压缩系统，并完成了实际系统的测试，较好地满足了实际雷达的应用要求。该系统的实现技术处于当前先进水平，具有显著的工程应用价值。