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并行处理技术在雷达信号处理中的应用研究

大运算量的科学计算以及高速实时信号处理靠传统的单处理机系统已无法完成,必须通过并行处理技术实现,特别是新一代的雷达信号处理系统功能强、结构和信号处理方式都很复杂,对实时性、运算精度、动态范围和数据吞吐量提出了更高要求,采用每秒几十亿至几百亿次浮点运算速度的大规模实时并行处理系统势在必行。本文主要讨论了针对雷达信号处理如何设计和构成高性能的实时并行系统,并对两种雷达信号处理应用作了实用性的研究和实现。并行处理机的设计是一门综合性很强的应用领域,涉及到算法研究、VLSI设计理论、系统结构、网络拓扑等多个方面,第二章中,我们首先建立了一个能全面反映并行处理机性能的时间模型,在此模型的基础上,得到了影响并行处理机两个基本性能—加速比和并行效率的三个重要因素:处理单元性能,并行处理机网络结构,并行算法和任务分配方法;然后从雷达信号处理的角度分别对这三个因素做了分析,确定了通用并行数字信号处理器(DSP)是完成雷达信号处理机的最佳选择;接着  (本文共108页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
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并行技术在雷达信号处理中的实现

由于新一代的雷达信号处理系统对实时性、运算精度、动态范围和数据吞吐量都提出了很高的要求,因此采用大规模实时并行信号处理势在必行,并行信号处理技术是通过多处理器同时工作来减少任务的处理时间。本文结合典型的雷达信号处理功能:正交插值、自适应均衡校正、自适应旁瓣相消和数字脉压,基于ADSP2106X构成的通用信号处理板,用DSP汇编实现了雷达信号处理机的部分任务,并在工程中得到了应用。所设计的处理机硬件是通用的,采用ADSP2106X的汇编语言具有较高的并行性,而且编程比较灵活,界面友好。所以如果信号处理的任务需要改变时,只需改变软件相应的模块即可,而不需要对软件作大规模的修改。本系统具有通用性和完全可编程性。  (本文共50页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
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通用信号处理机应用软件及驱动程序开发

针对当前雷达信号处理的特点和应用需求,模块化、标准化、通用化的雷达信号处理机是其发展的必然方向。本文针对CPCI总线信号处理板,研究了通用信号处理机应用软件的设计和Win2000下PCI设备驱动程序的实现。本文首先分析了雷达信号处理技术所面临的问题,从硬件和软件两个方面讨论了其技术发展方向。基于多DSP并行处理结构和并行处理技术,介绍了基于标准总线的多DSP并行处理系统。其次,基于总线技术和PCI9054桥接芯片,介绍了CPCI,总线通用信号处理板的硬件结构,其中包括CPCI载板和并行信号处理子板的结构及各部分的功能。针对目前CPCI总线通用信号处理机硬件设计方案,给出了处理机应用软件的模块结构和详细设计流程,并论述了Win2000操作系统下WDM驱动程序的工作原理及开发方法,实现了主机和信号处理板之间的相互通信,从而组建起一个硬件可扩展、软件可重用的通用信号处理系统。最后,讨论了嵌入式操作系统DSP/BIOS和VxWorks,...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
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机载宽带雷达信号处理若干问题研究

机载宽带雷达以其可视区域广阔、空间分辨率高等特点,在战场侦察、精确制导、目标识别、地形测绘和地面目标成像等方面得到广泛应用,机载宽带雷达的研制受到了各国的高度重视。本文结合具体科研任务,主要对机载宽带雷达信号的接收、检测、成像和实时处理几个关键技术问题进行了研究。论文的主要工作概括如下:针对宽带雷达非平稳回波信号不易实现理想的匹配接收这一问题,论文第二章采用小波分析的方法,对宽带雷达非平稳回波信号进行降噪处理方面做了一些尝试性工作。提出了一种基于平稳小波变换的自适应阈值降噪方法,较好的解决了信号噪声方差随时间变化时,信号的降噪效果和波形保真问题。所提出的方法采用平稳小波变换克服了离散小波变换引起的Gibbs效应问题;采用自适应方法确定小波分解层数和分段方法自适应估计门限值进行小波系数收缩降噪,保证了降噪效果。仿真分析和对实测数据处理验证了将小波降噪理论运用于宽带雷达非平稳回波信号处理的有效性和实用性。针对宽带雷达并行分布式融合检...  (本文共165页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
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雷达信号处理的新方法——匹配傅里叶变换研究

如果信号的相位是随时间一次方变化,由这一类信号所组成的复杂信号可以用傅里叶变换进行完美地分析,其原因是正交基函数的相位也是按时间一次方变化的,达到了与信号相位变化规律相匹配。在自然界和人工信号中,许多信号的相位变化并不是随时间一次方变化,如雷达技术中常用的线性调频信号,频率步进信号,另外,SAR 技术中,地面回波所含有的线性调频分量,ISAR技术中,运动目标的回波所含有的线性调频分量,机载雷达探测运动目标时的线性调频分量,等等;傅里叶变换对此类信号分析所得的结果是信号在不同频率点上的能量分布,即信号在基函数上的投影。傅里叶变换对此类信号的分析是不能令人满意的,许多学者根据实际应用需要,提出了各种解决办法,但到目前为止,还没有找到一种理想的处理方法,还都在进行深入研究中。研究雷达的回波信号模型可以发现:无论是地面雷达还是运动平台雷达对不同类型目标探测时,其信号相位中都含有随时间变化的高次方项,故相位随时间高次方项变化信号处理是现代...  (本文共168页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉大学
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高频雷达信号处理中的若干问题研究

各种不同频率、不同功能的雷达正广泛地应用于人类活动的诸多领域,其中工作在高频段的雷达因具有超视距探测能力而在近几十年来受到了特别的关注。借助于天波或地波传播方式,高频雷达的探测范围突破了地球曲率的限制,因此使远距离空中预警和目标监测成为可能,同时高频雷达所具有的独特和良好的对低可探测性目标的探测能力,使之成为探测隐形飞行器和处于强地杂波和海杂波背景中的小型军用飞机、巡航导弹等贴地、贴海飞行的小目标及洲际导弹进行有效探测的有力装备。高频超视距雷达的造价也大大低于星载雷达系统。正是由于这些优势,高频超视距雷达成为近代各军事大国的重要装备,目前已是预警和远程警戒情报雷达中的主要支柱。除了军事目的,高频超视距雷达在国家经济建设中也有重要作用。高频雷达可用于海洋表面状态参数遥感,能大面积、全天候地实时监测海面风、浪和流场参数,较之传统的波浪仪、浮标等海洋测量工具和海洋遥感卫星,具有成本低、实时性好等不可比拟的优势。高频雷达还成功应用于海上...  (本文共131页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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近程小扇区LFMCW雷达信号处理研究

在雷达观测基线受限且波束不扫描的条件下,近程小扇区内多个独立运动目标的分辨、定位、跟踪和参数估计等,是雷达探测技术领域中亟待解决的理论问题,更是穿墙监测雷达、汽车防撞雷达等应用中需要突破的技术难点。多发多收定位原理可以解决波束不扫描条件下的方位分辨和测角难题;线性调频连续波(LFMCW)信号形式可以实现近程、无盲区、高分辨、高精度探测和距离信息获取。将这两方面结合,能够有效解决近程小扇区雷达面临的问题。本文研究多发多收LFMCW雷达体制,特别是信号处理方法与实现算法:1) 研究了多发多收LFMCW雷达体制的目标探测、定位原理,分析了定位定精度;并给出了系统设计方法和设计实例;提出了在高斯白噪声环境下,具有速度和加速度的运动目标信号的最佳检测模型。2) 研究并提出了简单和复杂目标环境中LFMCW雷达中一维距离像运动补偿算法。3) 导出了LFMCW雷达信号加速度模糊函数;得到了LFM信号加速度分辨力的拟合公式;并在恒定加速度状态下,...  (本文共129页) 本文目录 | 阅读全文>>