韓 燕 雷遠宏

（中國電子科技集團公司第三十八研究所，安徽 合肥230088）

0 引言

隨著國產(chǎn)化武器裝備的迫切需求，雷達裝備的自主可控提上日程。雷達裝備的國產(chǎn)化主要在于雷達系統(tǒng)中的核心處理器芯片的自主可控。隨著國家和相關企業(yè)對集成電路產(chǎn)業(yè)的大量投入，中國集成電路產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，產(chǎn)生了大量性能優(yōu)異的芯片產(chǎn)品。中電38所自主研發(fā)的高性能通用DSP“魂芯一號”（BWDSP100）就是其中的典型代表。“魂芯一號”DSP在性能方面要優(yōu)于國際同類產(chǎn)品，同時相關配套開發(fā)軟件已經(jīng)成熟，完全可以實現(xiàn)國產(chǎn)芯片在核心信號處理芯片DSP上的自主可控。

雷達系統(tǒng)的主要任務就是對目標進行精確的探測和跟蹤。 在雷達數(shù)據(jù)處理中,點跡處理是航跡數(shù)據(jù)處理的前提，對目標的準確檢測起到了關鍵作用。

本文通過分析經(jīng)過脈沖壓縮、濾波、恒虛警檢測后的雷達回波特性，對雷達回波進行頻道選大、距離凝聚和方位凝聚，提取出目標在速度、距離、方位上的有效參數(shù)。并以BWDSP100為開發(fā)平臺,給出了一種點跡處理實現(xiàn)方案，經(jīng)過實際工程驗證,該方案達到了良好的檢測效果,證明了其在現(xiàn)代雷達中的實用性。

1 BWDSP100硬件平臺

BWDSP系列處理器由中國電子科技集團公司第三十八研究所研制，可廣泛運用于各種高性能計算領域，如雷達信號處理、電子對抗、精確制導等領域。其中，BWDSP100是一款32位浮點DSP，同時兼容16位和32位定點數(shù)據(jù)格式，具有強大的并行處理能力，能較好地滿足高速實時信號處理的應用要求。

BWDSP100處理器是一款32bit靜態(tài)超標量處理器，采用16發(fā)射、SIMD架構。處理器指令總線寬度為512bit；內(nèi)部數(shù)據(jù)總線采用非對稱全雙工總線，內(nèi)部數(shù)據(jù)讀總線位寬為512 bit、內(nèi)部數(shù)據(jù)寫總線位寬為256bit；工作主頻500 MHz，指令周期2ns。內(nèi)部包含4個基本執(zhí)行宏，每個執(zhí)行宏由8個算術邏輯單元、4個乘法器、2個移位器、1個超算器以及1個通用寄存器組組成。完全滿足本文中點跡處理算法對DSP平臺的要求[1]。

2 點跡處理算法及實現(xiàn)

點跡處理流程主要包括頻道選大處理、距離凝聚處理、方位凝聚處理[2-5]。在實現(xiàn)上，采用以C語言為基本框架，BWDSP100匯編語言編寫核心模塊的架構完成整個處理流程。

2.1 頻道選大實現(xiàn)流程設計

根據(jù)每個波束的目標落在多個頻道的幅度值不同，選出幅度值最大所在的頻道號和相鄰頻道號，以及對應的幅度值。然后根據(jù)當前波束的幅度值來比較相鄰波束的幅度值，找出波束之間的包絡峰值。

多普勒求解是根據(jù)目標最大幅度值落在對應頻道號找到相鄰頻道號，以及對應的幅度值，然后根據(jù)每個頻道代表不同多普勒采用相應算法計算得到目標多普勒速度，通常采用求極值法、質心算法。頻道選大實現(xiàn)流程圖如圖1所示。

2.2 距離凝聚實現(xiàn)流程設計

距離凝聚算法根據(jù)同一方位每個波束的目標落在多個距離項上的幅度值不同，選出幅度值最大所在的距離單元和對應的幅度值。同時對該目標的起始距離和結束距離單元進行有效判別。

圖1 頻道選大實現(xiàn)流程圖

圖2 距離凝聚實現(xiàn)流程圖

圖3 方位凝聚實現(xiàn)流程圖

2.3 方位凝聚實現(xiàn)流程設計

方位凝聚實現(xiàn)前需完成水平波束方位相關處理。水平波束方位相關處理是指同一批目標在距離、多普勒、高度等條件相同的情況下，相鄰方位間的相關存儲。水平波束方位相關分為波束內(nèi)相關和波束外相關，其原理相同。對于相關上的目標，要進行起始準則判別，對于沒有相關上的目標要進行結束準則判別。

根據(jù)多個重復周期之間相關上的點跡參數(shù)信息并滿足開始結束準則，選取幅度值最大所在的方位信息和對應的幅度值。同時對該目標的起始方位和結束方位單元進行有效判別，方位凝聚算法包括求方位中心算法，求方位質心算法，方位內(nèi)插算法，根據(jù)系統(tǒng)性能的需求，可以采取不同算法方式求方位信息。方位凝聚實現(xiàn)流程圖如圖3所示。

3 結束語

本文主要針對目前雷達裝備國產(chǎn)化的需求，給出了一種以BWDSP100為開發(fā)平臺的雷達點跡處理實現(xiàn)方案。經(jīng)過實際工程驗證,該方案達到了良好的檢測效果,證明了其在工程應用中的可行性。

［1］BWDSP100軟件用戶手冊[Z].

［2］雷遠宏.地面常規(guī)雷達體制下的點跡凝聚算法分析[J].硅谷，2012，7：177-178.

［3］[美]Merrill I.Skolnik.雷達手冊[M].王軍,林強，等，譯.北京：電子工業(yè)出版社，2003.

［4］周喃.一種基于三坐標雷達的點跡凝聚方法[J].雷達與對抗，2013，33(4)：46-50.

［5］董巍.基于VxWorks的雷達點跡數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].信息化研究，2009(9)：26-28.