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多波形脉冲压缩研究与实现

作　者: 戎军
导　师: 陈辅新；向敬成
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 脉冲压缩线性调频非线性调频相位编码旁瓣抑制分段卷积 ADSP21160 HHPC
分类号: TN957.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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引　用: 7次
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内容摘要

本文主要研究了在数字脉压处理技术中占有显著优势的频域数字脉压处理技术,着重分析了LFM信号的频域脉压性能及其距离旁瓣抑制滤波器的设计方法,在此基础上研制成功了基于HHPC板的多波形频域数字脉冲压缩处理系统。该系统可处理压缩比在13.5~210之间﹑带宽5MHz以下的线性调频﹑非线性调频及相位编码信号,技术指标完全满足实用系统的设计要求,并取得了比较满意的结果。本文完成的主要工作和创新之处有如下几个方面:1.深入探讨压缩比在45～210范围内的线性和非线性调频信号以及13.5～45范围的二相编码信号的频域脉冲压缩处理方法及性能,包括数字仿真和系统实测。在频域采用谱修正方法设计脉压滤波器,应用于LFM、NLFM信号。当多普勒频移分别为fd=0 Hz,20kHz,40kHz时,LFM及NLFM仿真结果的主副比≥36dB。对二相编码信号,采用一种简便的求解线性方程组的方法计算加权网络。当fd=0 Hz,10kHz时二相码仿真结果满足:输出主副比≥32dB。实测结果与仿真相差3dB左右。2.开发和优化了整套(包括FFT、IFFT、匹配、求模运算)基2和基4的汇编语言脉压算法;对基于BittWare公司的四片DSP通用信号处理板HHPC的软件并行算法、硬件并行结构进行了比较深入的研究和效率对比,具有较强的通用性;选用了高效率的并行流水方法实现雷达频域脉压处理算法。3.与他人合作研制成功一套多波形频域数字脉压处理系统,该系统可对LFM、NLFM、二相编码等多种波形、多种参数的雷达接收信号进行脉冲压缩处理。现已完成了系统各功能单元的验证和测试,系统联调也基本完成。

全文目录

第一章绪论  9-13
  1.1 雷达发展概况  9-10
  1.2 脉冲压缩技术  10-11
  1.3 多波形频域脉冲压缩系统  11
  1.4 本文主要工作  11-13
第二章雷达信号基本理论  13-22
  2.1 最佳处理与匹配滤波  13-14
  2.2 模糊函数与分辨理论  14-19
  2.3 脉冲压缩与LPI技术  19-22
第三章多波形信号频域脉压性能分析  22-38
  3.1 概述  22
  3.2 线性调频信号  22-29
    3.2.1 LFM信号的时域、频域特性  22-24
    3.2.2 LFM信号频域脉压性能分析  24-25
    3.2.3 LFM信号距离旁瓣抑制方法  25-29
      3.2.3.1 经典窗加权旁瓣抑制方法  26-27
      3.2.3.2 谱修正旁瓣抑制方法  27-28
      3.2.3.3 另一种谱修正方法  28-29
  3.3 非线性调频信号  29-33
    3.3.1 NLFM信号的产生  29-32
    3.3.2 NLFM信号的特征及其频域脉压性能  32-33
    3.3.3 一组NLFM信号的谱修正仿真  33
  3.4 二相编码信号的脉冲压缩旁瓣抑制方法  33-36
    3.4.1 分析  34-36
  3.5 本章小结  36-38
第四章 DSP及实时信号处理技术  38-55
  4.1 DSP概述  38
  4.2 对DSP的基本要求  38-39
  4.3 DSP的性能和特点  39-42
    4.3.1 专业的算术处理能力:乘累加运算  39-40
    4.3.2 高效的数据存取  40
    4.3.3 确定性操作  40-41
    4.3.4 接口扩展能力  41
    4.3.5 精简指令集及超标量操作  41-42
    4.3.6 硬件循环  42
    4.3.7 指令流水线  42
  4.4 DSP、ASIC和传统微处理器比较  42-43
  4.5 DSP应用系统结构  43-48
    4.5.1 一般化的DSP系统  44
    4.5.2 多处理器系统  44-48
  4.6 实时信号处理概述  48
  4.7 实时的概念  48-50
  4.8 进程的结构  50-51
    4.8.1 数据流处理  50
    4.8.2 块处理  50-51
    4.8.3 矢量处理  51
  4.9 折衷研究  51-54
    4.9.1 算法的复杂度  52-53
    4.9.2 软件的空间-时间折衷  53
    4.9.3 算法-硬件结构的映射  53-54
  4.10 本章小结  54-55
第五章脉冲压缩处理的并行DSPs实现  55-70
  5.1 数字脉冲压缩系统  55
  5.2 频域与时域数字脉压处理  55-58
    5.2.1 循环卷积替代线性卷积  56-58
    5.2.2 傅里叶变换对替代线性卷积  58
  5.3 频域脉压处理实现分析  58-63
    5.3.1 ADSP21160 SHARC芯片介绍  60-62
    5.3.2 Hammerhead-PCI(简称HHPC)板卡介绍  62-63
    5.3.3 最终的脉压系统构成  63
  5.4 基于HHPC的频域脉压软件设计  63-69
    5.4.1 基于HHPC的算法映射  63-66
    5.4.2 脉压软件流程及内存组织  66-69
  5.5 本章小结  69-70
第六章系统功能及性能测试及结果分析  70-80
  6.1 测试内容及方法  71-72
  6.2 算法仿真结果与分析  72-76
  6.3 功能单元测试  76-77
  6.4 联合测试(及系统联调的测试结果)  77-79
    6.4.1 分段重叠卷积的功能实测  77
    6.4.2 实测脉压输出  77-79
  6.5 本章小结  79-80
结束语  80-81
参考文献  81-82
致谢  82-83
个人简历  83

多波形脉冲压缩研究与实现

内容摘要

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