NMD GBR-P雷达信号模拟器的技术功能

叙述了为支持美国导弹防御系统GBR -P初样雷达而研究的数字式实时雷达信号模拟器技术功能。它是美国夸贾林反导靶场中重要试验雷达 (GBR -P)的一个子系统 ,可实时提供战术用信号处理器及数据处理器的硬件和软件 ,进行闭环工作的条件。它可提供在反导飞行试验中一切来袭导弹目标群的各种雷达信号 ,供初样雷达调试、测量等使用 ,同时也是初样雷达进行正式参试及其准备工作前的一台不可或缺的雷达实时信号模拟器。可从中了解国家导弹防御系统 (NMD)GBR -N的雷达性能 ,必要技术内容及旁证材料。     

合成孔径雷达实时成像回波数据的生成方法

在分析合成孔径雷达成像原理的基础上 ,建立了雷达回波信号模型 ,提出了一种生成回波数据的方法。并利用这种回波数据 ,在奔腾 PC机上实现了机载合成孔径雷达的实时成像软件仿真。该实时成像方法可用于考核合成孔径雷达 ( SAR)实时处理器连续动态成像的性能、如 :实时性图像拼接 ,载机运动补偿等。     

低功耗雷达信号处理器

在机载及天基雷达应用中，低功耗和易编程是实现实时系统的关键问题。本文介绍了一种适用于天基雷达应用的抗辐射处理器。该系统以最小的功率消耗实现实时性能。这是一种全可编程通用处理器，可以用于当前及未来雷达信号处理算法以及其它计算强度大的任务。除可编程外，这种处理器和I／／0设计易于构成成千上万的处理器规模。 系统基于可合成的超高速集成电路硬件语言（VHDL）并能由设计或由处理技术抗辐射。本文对处理器的设计进行了概述。而且，说明了适用于编程器的软件环境及软件工具。所有的软件工具都是公开资源，并且多数都是免费（GNU）工具。 本文介绍了诸如快速傅里叶变换、矩阵求逆的Q／RHouseholder编制计算程序一类关键程序的某些性能。并且介绍了一种包括联合域定位（JDL）空时自适应处理（STAP）算法的采样雷达应用。     

高速实时数字信号处理器ADSP21060及其应用

高速实时数字信号处理器芯片ADSP21060是一种高性能的32位浮点DSP器件，它采用超级哈佛结构，片内四套独立的总线，完成双数据存取、指令存取和I／O读写；片内集成了大容量的双端口SRAM和32位浮点运算单元。由多个ADSP21060处理器组成的并行系统非常适合于雷达信号的实时处理，本文以笔者设计的脉冲多普勒雷达实时信号处理器为例对ADSP21060的应用进行了介绍。     

高速实时数字信号处理器ADSP21060及其应用

高速实时数字信号处理器芯片ADSP21060是一种高性能的32位浮点DSP器件,它采用超级哈佛结构,片内四套独立的总线,完成双数据存取、指令存取和I/O读写;片内集成了大容量的双端口SRAM和32位浮点运算单元.由多个ADSP21060处理器组成的并行系统非常适合于雷达信号的实时处理,本文以笔者设计的脉冲多普勒雷达实时信号处理器为例对ADSP21060的应用进行了介绍.     

CCSDS遥测包处理分析

文章对CCSDS包处理器模型进行了改进,并分析了其性能界限,给出了影响包处理器性能的主要因素;通过分析输入缓存器和处理缓存器不同的状态,得出包处理器处理能力的上限,指出处理器能支持的帧数超过包处理器能够缓存的帧数之后的帧数据丢失隐患,以此界定了何种情况下包处理器需要转存遥测包数据;并对CCSDS数据包的整个处理流程进行了描述。     

试验机载监视雷达地面动目标识别的多普勒后和多普勒前STAP的雷达杂波对消性能比较

本文报导了多普勒前和多普勒后STAP处理算法用于相同试验数据时的性能比较研究，这些数据由QinetiQ公司改进型监视雷达收集。这两种算法的性能是用杂波对消比和目标信号改善因子（有STAP和没有STAP处理的信号对杂波加噪声之比）来定量研究的。结果表明可以使多普勒前和多普勒后STAP具有相同的杂波对消水平。 所得到的结果是明亮的目标特征会影响到STAP处理器并减弱全部的杂波对消。我们已经发现对于两个相位中心试验雷达数据而言，与简单的固定窗多普勒后STAP算法相比，PRI来回变化的多普勒后STAP使杂波对消有很大的提高。还发现动窗或辅助单元多普勒后STAP的应用会降低处理器的输出。将最后距离多普勒图归一化以防止热噪声的加强并去除随着多普勒而改变的权范数的变化，这是在STAP处理后进行探测算法解读和应用关键的一步。     

自动化系统中的多雷达跟踪与实时质量控制

一、多雷达处理概述雷达信号的处理包括两个基本过程,即航迹形成过程和多雷达处理过程。航迹形成过程在雷达站完成,多雷达处理过程则由自动化系统来完成。早期的自动化系统没有RD(P雷达数据处理器),没有多雷达处理功能,只是作为雷达的显示     

跟瞄激光雷达扫描图像的实时滤波算法

为实现跟瞄激光雷达的高精度实时跟瞄,对雷达三维信息实时滤波算法进行了研究。对方位信息,用卡尔曼滤波算法滤波,在保证实时性的同时获得了较好的滤波效果;对距离信息,用去边缘点3×3小窗口中值滤波算法,实现了对距离信息的准实时性滤波。研究表明:该信息处理滤波算法既有优良的滤波性能,又能保证实时性,可提高测角和测距精度,改善整机的实时跟踪性能。     

RMPS实时并行计算机系统

研究和试验需要处理越来越多的数据,普遍认为:实时提供压缩了的工程单位的和派生的参数数据能减少试验费用,因为试验者能对试验点(方式)的有效性作实时判断。传统的遥测预处理器不能作这么多的实时处理,因为在设计这些处理器时已假定了原始数据是在单个PCM字内并仅仅做一个简单的mx b的工理单位转换,或者只要求简单的数据压缩。目前的预处理器已用专门的位片技术来加速实时处理。它们只是一个或二个总线系统。它们处理参数的能力常小于每秒300k到400k。此外,许多预处理器都不能处理字连结(相邻的PCM字除外),没有一个能处理象推力、升力、总重量、重力中心、失速速度,谐波分析等复杂的派生参数。为了寻找突破这些限制的方法:开发了一个整体并行的计算机系统,该系统拥有60个通用并行工作的IMFLOP浮点计算机,用以支持吞吐量达1.5Mw/s的任何类型的实时处理。这个系统能够合并多达8个不同异步源来的实时数据,每个源具有高过2.0Mw/s的字速率,多达32768个不同参数与附加的32768个标识符一起能被作为输入接收。标识符用作级联和派生参数的标记。一个功能很强的实时软件包允许计算机系统用户将任一个或多个算法用于任一个或全部被处理的参数。     

一种机载监视雷达演示验证样机

信号处理技术的进步使雷达设计师更有可能开发复杂的探测与成像算法。然而，许多现有的监视雷达系统的设计缺陷却造成了即使仅对算法做小的变化也需要对雷达硬件进行费钱费时的改动这样一种局面。因此，在设计将来的雷达系统时，应采用可编程处理器，具要应用明确定义的接口将处理器与微波硬件隔离开来。本文介绍了我们的一个研究计划的成果，在这项研究计划中，我们通过将现有的在役机载海洋监视雷达与商用计算机工作站和大带宽磁带记录仪关联起来，构成了一个快速原型环境。     

SAR高速实时信号处理系统设计

合成孔径雷达回波数据速率一般高达3GSPS,如何采集、存储、压缩、传输如此高速率的数据成为一个难点。文章在分析了SAR回波数据特点的基础上,设计并实现了一个SAR高速实时信号处理系统。该系统以FP-GA为核心处理器、ADC08D1500为高性能的AD采集芯片、DDR_SDRAM为数据存储器、TLK2711为数据传输芯片。实验结果表明：本文设计的高速实时信号处理系统性能良好,能够很好地实时处理高速率的SAR回波数据。同时该系统易于实现,具有较强的实用性。     

水击压力高速采集系统研制

水击压力数据采集系统是为液体火箭发动机地面试验设计的。阐述了系统设计指标、功能、原理、应用软件开发及系统集成后的调试方法。该系统具有数据采集、信号转换、瞬态参数信号调节、高速采集、数据实时显示及数据分析处理功能。实现了多路参数高速、数据实时显示及数据分析处理,测量精度高,性能稳定可靠,操作简便,能快速响应控制信号,各项性能指标达到了设计要求。     

16位单片机在雷达中的应用

介绍以16位8096BH单片机为核心的通用数据处理器模块板在雷达中的应用,给出其组成框图。实际应用证明,该模块板的应用,提高了雷达的工作可靠性和可维护性,降低了成本。     

应用EDAC容错技术的星载软件堆栈溢出实时检测方法

针对常见的星载软件堆栈溢出问题,提出了一种应用错误监测与纠正(EDAC)容错技术的堆栈溢出实时检测方法。以采用BM3803处理器的星载软件为例,通过处理器提供的内存造错和EDAC机制,对软件堆栈设置雷区和隔离区,通过陷阱程序感知堆栈生长过程,记录堆栈使用深度,并实时检测堆栈溢出。对核心模块的性能测试及堆栈检测实例验证表明:该方法实现简单,对软件性能几乎没有影响,使软件可以在线实时检测堆栈使用深度。软件在堆栈溢出时仍能自主可控,避免"跑飞"崩溃,大大提高其可靠性。     

一种面向节能的星载实时任务动态调度算法研究

星载嵌入式操作系统性能和任务能耗之间的平衡非常重要,采用合理的处理器和电压分配策略是一个重要手段。提出一系列基于计算概率的建模方法,用来解决星载实时嵌入式系统中对于具有数据依赖的非周期性任务的处理器和电压分配相关问题,并且能够确保所有的任务都能在时间约束下执行。首先设计一个处理器调度算法,将任务的有向无环图(DAG)映射到一组可变电压处理器上,然后使用动态编程算法为每个任务分配合适的电压。通过带有重启的局部搜索策略从候选解集中获取最优解,以解决局部最优陷阱问题。通过实验说明,所提出的算法与其他算法相比,在所有时间约束下具有更好的能效。     

基于递推贝叶斯的检测跟踪一体化方法

在雷达系统中,对雷达散射截面积(Radar Cross-Section,RCS)较小的快速机动目标的检测与跟踪是难点。本文提出采用基于递推贝叶斯原理的检测跟踪(Track-and-Detect,T&D)一体化方法提高雷达对这类目标的检测和跟踪性能。针对机动目标,用模型参数更新法来改进递推贝叶斯方法,即利用先验信息或实时估计的目标速度信息实时更新运动模型参数。对雷达实测数据的处理结果表明,该方法在机动目标的平均信噪比约为6dB时,即可实现在虚警率为10-3时检测概率达到0.9的指标。     

基于APAC517实现高速实时数据显示

本文介绍了用于信号和数据处理的ADSP－2106X SHARC多机系统中实现实时图像显示的一种方法，并以某型雷达信号处理机数据显示为实现实时图像显示的一种方法，并以某型雷达信号处理机数据显示实例，讨论了使用APAC517过程中的一些关键问题。     

多设备协同测试中雷达数据帧同步方法

在多设备协同测试系统外场联调中,WEIBEL弹道测量雷达的实时弹道数据作为引导源输入至融合处理中心.试验发现,按照设备用户手册中介绍的实时数据输出的帧结构,采用常规的标志位确定帧头的方法无法实现帧同步,导致引导数据不能正确还原,这在多设备协同测试中是一个致命问题.论文通过分析实测的数据帧结构及实时数据传输信号,提出了利用CRC校验位实现帧同步的方法.试验表明,这一方法能够可靠解决多设备协同测试系统雷达引导数据的帧同步问题,为融合处理中心正确还原雷达引导数据提供了技术支撑.     

基于微波光子技术的实时高分辨雷达成像

为克服传统雷达面临的带宽瓶颈,提升其分辨率,利用微波光子倍频与混频技术对宽带雷达信号进行处理,构建宽带雷达,成功实现了实时高分辨雷达成像。构建的微波光子雷达样机带宽高达12 GHz,实现逆合成孔径雷达成像的二维分辨率优于2 cm×2 cm,成像速率高达100帧/s。在该雷达架构基础上构建了多输入多输出微波光子雷达,在相同的相参累积时间内,能进一步提高雷达成像的方位向分辨率。研究结果表明:微波光子技术是突破传统雷达频率与带宽限制的有效手段,有望在未来实时高分辨雷达探测与成像中发挥重要作用。