基于多核DSP的彈載毫米波雙模制導(dǎo)雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著軍事技術(shù)的發(fā)展,未來(lái)的空戰(zhàn)面臨日益惡劣的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。這就要求以目標(biāo)探測(cè)和制導(dǎo)為主要任務(wù)的彈載雷達(dá)系統(tǒng)不斷進(jìn)行革新。雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的信息獲取越來(lái)越多,不僅局限于傳統(tǒng)的“點(diǎn)目標(biāo)”定位,更多是對(duì)目標(biāo)的一維距離像、角度以及速度等信息獲取。借助這些信息實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的高分辨率成像,為后續(xù)的目標(biāo)識(shí)別、跟蹤和精確制導(dǎo)提供豐富的信息。毫米波高分辨率雷達(dá)以其天線口徑小、波束窄、帶寬大、分辨力高以及優(yōu)異的隱身性能而在空地導(dǎo)彈中應(yīng)用廣泛。本文主要基于高性能多核 D

2、SP數(shù)字信號(hào)處理平臺(tái)對(duì)毫米波雙模制導(dǎo)雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行研究,討論了在導(dǎo)彈末制導(dǎo)階段采用 PD聯(lián)合脈間步進(jìn)頻率高分辨率體制雷達(dá)對(duì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)精確跟蹤的方案。給出了雷達(dá)信號(hào)處理的硬件平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu),多核軟件編程方法以及回波數(shù)據(jù)仿真,并對(duì)仿真結(jié)果在精度以及系統(tǒng)實(shí)時(shí)性方面給出了分析。
　　本文闡述了基于脈間頻率體制高分辨率雷達(dá)成像系統(tǒng)工作原理以及數(shù)字信號(hào)處理的方法,分析了雷達(dá)回波因?yàn)槟繕?biāo)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的距離-耦合的原理,并論述了一種雙幀變 PRT的目標(biāo)速

3、度估計(jì)方法。在此基礎(chǔ)上,提出借助 PD體制高分辨率測(cè)速性能聯(lián)合頻率步進(jìn)高分辨率測(cè)距性能實(shí)現(xiàn)雙模制導(dǎo)雷達(dá)的方案設(shè)計(jì)。給出了彈載雷達(dá)在導(dǎo)彈距目標(biāo)6km以?xún)?nèi)掃描搜索以及跟蹤的方案,并詳細(xì)討論了雷達(dá)在不同制導(dǎo)階段采取的工作模式以及系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)。
　　在理論研究的基礎(chǔ)上,本文對(duì)高分辨率雷達(dá)數(shù)字信號(hào)處理硬件架構(gòu)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。采用了基于DSP+FPGA的硬件架構(gòu)基礎(chǔ),以TMS320C6678高性能多核DSP為數(shù)字信號(hào)處理核心,XC6VLX7

4、5T FPGA為系統(tǒng)協(xié)處理器。設(shè)計(jì)了雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)指標(biāo),ADC轉(zhuǎn)換精度。然后主要對(duì) C6678的多核 KeyStone架構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的分析,討論了多核處理器相比單核系統(tǒng)的性能優(yōu)勢(shì),以及多核技術(shù)給數(shù)字信號(hào)處理算法實(shí)現(xiàn)帶來(lái)的問(wèn)題與挑戰(zhàn)。
　　最后,本文在硬件系統(tǒng)平臺(tái)上,以雙模制導(dǎo)雷達(dá)高分辨率成像理論為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)了算法的多核編程。詳細(xì)分析和討論了多核并行編程的方法,以及多核之間大數(shù)據(jù)量傳輸與核間通信的實(shí)現(xiàn)方法。根據(jù)雙模制導(dǎo)雷達(dá)的功能,對(duì)雙