DSP 技术在雷达信号处理中的应用

发表时间:2021/1/20   来源:《科学与技术》2020年9月27期   作者:许成立 黄义梅
[导读] 近年来,随着计算机和通信技术的快速发展,DSP技术也获得了迅速
        许成立 黄义梅(指导老师)
        光电与信息工程学院  350108
        【摘 要】近年来,随着计算机和通信技术的快速发展,DSP技术也获得了迅速的发展,因其灵活性高、精度高、可靠性强、易于大规模集成等优点而被广泛应用于音频信号处理、数字图像处理、视频压缩、数字通信、遥感遥测、雷达、航天航空、生物医学、卫星系统、移动通信等领域。本文重点研究DSP技术的含义及其特点,以及DSP技术在雷达信号处理中的有效应用。
        【关键词】DSP技术 雷达信号处理 具体应用
1 引言
        雷达信号处理系统涉及的主要内容,包括自适应旁瓣匿影、自适应旁瓣相消、自适应数字波束形成、脉冲压缩、恒虚警检测、距离、角度(或DOA)估计、动目标显示、动目标检测等,通常需要完成大量具有高度重复性的实时计算。同时对信号的稳定性,抗干扰能力也有较高的要求。DSP可以利用硬件算术单元、片内存储器、哈佛总线结构、专用寻址单元、流水处理技术等特有的硬件结构,高速完成 FFT、FIR、复数乘加以及矩阵运算等数字信号处理。对于不同信号,可通过合理地改变硬件配置修改软件参数,可以使信号处理更加精准和稳定。因此,DSP技术对雷达数字信号处理有十分明显的优势和意义。
2 DSP技术
        DSP技术,全称为数字信号处理技术,国际上一般把1965年作为数字信号处理这一学科的开端,这是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科,上世纪六十年代之后,计算机和电子信息技术得到飞速发展,使得数字信号处理的理论和技术不断发展和完善,数字信号处理技术也在通信领域得到了广泛的应用。数字信号处理技术在使用过程中需要借助专用计算机设备,对信号以数字的形式,完成采集、转换、滤波、压缩等一系列处理过程,从而将信号转变成为人们需要的形式。
3 DSP技术的特点
        通常情况下,数字信号处理过程中会涉及到大量数据的计算,常见的计算方式有两种类型,一种为FFT计算方法,一种为FIR滤波法。数字信号处理系统在进行数据处理的过程中,很多环节大量具有高度重复性的实时计算,因此从某种意义上来说DSP技术其实用于处理数字信号的微处理器。而DSP技术精准而可靠,运算速度快,灵活性,因此完全能够满足信号处理过程中的相关算法需求。
4 雷达信号处理
4.1雷达信号处理
        在雷达信号处理中,目标信号可能受到干扰,甚至被淹没于杂波和噪声。需对数据信号进行预处理、滤波、预失真和补偿。

数据预处理即是在观测数据进行起始、关联等其它数据处理过程之前先进行一个数据的筛选,将那些不在门限之内的数据剔除,只有经过所有判决门限的数据才被保留。数据预处理可以使后续数据处理过程中数据大量减小,计算量大幅下降,在一定程度上能够减轻计算机的负担,提高数据处理的速度和目标跟踪的精度。
4.2构建基于DSP技术的硬件平台
        开发人员必须充分了解雷达系统的实际运行动态和雷达信号的处理情况,分析雷达信号处理技术的发展趋势,把握雷达系统信息处理难点要点,牢记DSP技术的使用规范和相关注意事项,做好各个方面的准备。检查该有的准备是否充足,以便顺利进行数据信息处理。为了满足雷达系统能够实现预期中所需的功能需求,开发人员对技术芯片的选择尤为重要,构建正确高效的数据处理硬件平台,设计与之匹配的算法系统和信息处理软件。
4.3 DSP技术在功能模块设计中的应用
        数字信号处理主要对象是数字信号,且采用数值运算方法达到处理目的。对于雷达信号处理领域来说,在进行数据处理之前,需要将信号从模拟域转换到数字域,利用DSP技术,开发人员可以合理地将雷达信号处理系统的模块设计完成,借助DSP系统进行信号的优化,要想能够充分发挥DSP技术灵活性高、精度高、可靠性强的优点,数据处理模块必不可少,开发人员只需要分析算法的流程,优先级,资源消耗,采用软硬中断多方式,利用快速的优良的算法提高运算速度和准确度,剔除无用信息节约运算时间。根据信息处理结果,科学地设置信号处理功能模块。
5 结语
        在计算机技术快速发展的信息时代,现代化雷达系统具有许多强大的功能,例如侦查与反侦察,干扰与反干扰、雷达目标的隐身、目标识别与测距、雷达成像等。现代雷达面临的电磁环境更加复杂,并向多功能发展,要求雷达信号处理技术必须要有新的、突破性的进展。这就要求新时代的新青年能够对DSP技术有足够的掌握,进行进一步的突破,让DSP技术能够更好地为雷达领域的发展做出贡献。
        
        
参考文献
        [1] 胡俊杰,张晓峰,刘镇.通信领域中数字信号处理技术的应用研究[J].通讯世界,2020,27(5):138-139.
        [2] 于利喜,武者东.通信领域中数字信号处理技术的应用[J].通信技术,2020,38(8):13-15.
        [3] 王佩,仇兆炀,祝俊,等.雷达侦收自适应信号处理架构研究[J].现代雷达,2017,39(11):39-44.
        [4] 张丽芳.数字信号处理技术在通信领域的应用[J].黑龙江科学,2020,11(8):52-53.
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