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1、数字信号处理器在雷达高度计中的应用⑦一1)0电子技术参考1992年第4期数字信号处理器在雷达高度计中的应用王丽军-yq鹞,L-【摘要】对于普通脉冲体饼雷选高度计.当应用于高速飞行体时.利用DSP(DigillISj8aaIProcessor)作为信号检嗣部件进行数字式测高,测速的方法,与传统的模拟式信号处理方法相比.具有检测精度高.白检方便.并能挺i啵机的稳定性,灵{舌性,可靠性以及可I寞小整机的重量和体积等忧点.因此研究DSP在雷达高度计中的应用具有十分重要的意义.关键词信号检测.1前言毒j数宇信号处理———————髓着信号处理新理论,新器件的不断出现.雷达信号的检测也逐渐地由传统的模
2、拟信号处理方式进入数字信号处理领域.使得进一步提高检测精度成为可能.同时可方便地进行雷达自检.实现整机状态控制.并且可以提高整机的稳定性,灵活性及可靠性.碱小其重量和体积.由于单片数字信号处理器具有高速控制和数值运算的强大功能.尤其是在指令系统,运算速度,内在灵活性等方面更是雷达信号实时处理所要求的.因此.对普通脉冲体制雷达.进行时域信号处理时.采用数字信号处理器.以获得高度,速度数据.并对其进行必要的平滑,滤波.已经势在必行.本文以TM$320C25芯片为例.给出了一个测高,测速的方案.2TMS320C25功能简介¨】TMS320C25是一种16/32位单片数字信号处理器件.它具有高速
3、控制和数本文于1992年3月31日收到.数字信号处理器在雷达高度计中的应用值运算的强大功能.尤其是在指令系统,运算速度内在的灵活性等方而更是雷达信号实州处理所要求的.利用一片TMS320C23和其它一些接口电路..可以完成刘雷达高度表的整机状态控制自榆浸9试及距离,速度信息的挺取,滤波平捎等工作.目前国内外对DSP的开发利用已经越来越广泛深入在?多领域中搿到了应用.例:在控制,自动化,军事,语音处理,信号处理等方面都得到J应用..TMs320C2j的主要性能特点为:1.强有力的指令系统共有l33条指令而绝大多数为单周期指夸;2.高速.TMS320C25的指令周期为l00
4、IS;3.128
5、K数据程序存器空间.其中片内编程存贮器544字:.片内定时计数器:5.32位累加器及ALU;6.多级中断系统(内,外).所有这些功能为实现高度表的整机控制,实时信号处理提供r方便.3基本工作原理3.1测高,测速原理简介雷达测高原理可由下式..表示:H=一.f1)Z.式中:H为高度:t为回波延迟时间;c为电波速度.无论是模拟式测高还是数字式测高.其目的都是为了得到一个准确的吲波延迟时间t从两获秸高度值.之所以数字式测高优于模拟式,原因在于应用信号处理器可方便地对得到的高度数槲进行二次处理.如;平滑,滤波.外推等.从而保证了最后输出的高度数据的精度.同理.普通脉冲体制雷达的模拟式和数字式测速
6、也都是对所测搿的高发进行微分,即:dH!文献一给出了由高度微分获得速度数据的均方根误差为:o:f3)o一～f)l式中:,为高度方差;t为速度测量间隔.由(3)式可见.O正比千o反比于t.由于t不能选得过太,因而影响测{电子技术参考19q!年第4剃速精度的直接:又l紊便是测高精度.赢度数据精度越离,得到的速度数曲的精度也越商.雷达商度开机后,有一个对目标进行搜索捕获转跟踪的过程.首先以较快速度进行全程或局部搜索,当捕获目标后.转为跟踪状态.不断地给出高度,速度数据.3.2搜索参数利用数字式距离斟{踪技术:.可以产生紧靠的三个rjt门..¨.门).每个¨宽为0.2uS(如酎1).发射脉冲¨0
7、.2us图I搜索示意图假定{T=1/F,.=5t))js.到波移动速度为8)Js/s.回波宽度为0.5us,如果蛰求每个¨口j.以积累个脉冲.则最小的搜索周期可以计算如下:5f】个脉冲(即l}个周期).共需时侧为:5IJT2枷0.2us立¨果认为回波前沿进入I/2『J宽时.静1累开始.而回波后沿到达I/2rj宽时秘累结束.刚¨与回波相对运动的时宽为0.s0S.所以相对移动的速度为:0.5)iS/2500uS=200)is/s.由于倒波移动的速度为8¨s/s.所以rj的最大搜索速度为:图2门与回波相对运动示意图200S/s一8)Js/s=192)is/s(假定门是由低端(2)Js,向高端&
8、lt;3t~ljS)搜索的]因为搜索范围为:3{{一2=2'us)数字信号处理器在雷达高度计中的应用所以门的搜索周期为:28s÷l92sis≈0.15s3.3搜索跟踪转换一一检测准则由高速AiD将回波+噪声信号转换成数字量.A/D采样门即为门..门,门.将采得的值分日存入三个数据存:区中.每个存贮区含20个单元.如图3.磊'-_.__.__-__---__.k--__-_-.__._-?--?—L-'___--____-__?___
