基于ADSP-TS201的/雷达恒虚警实现

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  • 1 引言

        雷达恒虚警(CFAR-Constant False Alarm Rate)在雷达系统中有着重要的作用和地位。恒虚警处理可以避免杂波变化影响的检测阈值,提高雷达在各种干扰情况下的检测能力。

    美国模拟器件公司(ADD的ADSP-TS201处理器具有高速运算能力、可时分复用、并行处理、数据吞吐率高等特点。该处理器片内集成大容量存储器,性价比高,并兼有ASIC和FPGA的信号处理性能、指令集处理器的高度可编程性与灵活性,适用于高性能、大存储量的信号处理和图像应用。本文主要讨论基于ADSP-TS201的恒虚警实现方法。

    2 ADSP-TS201简介

    ADSP-TS201采用超级哈佛结构,静态超标量操作适合多处理器模式运算,可直接构成分布式并行系统和共享存储式并行系统。ADSP-TS201的主要性能指标如下:

    最高工作主频600 MHz(1.67 ns指令周期);
    支持IEEE浮点格式32 bit数据和40 bit扩展精度浮点格式。同时支持8/16/32/64 bit的定点数据格式;
    允许128 bit的数据、指令和I/O端口访问,内部存储器带宽33.6 GB/s;
    32 bit的地址总线提供4 G的统一寻址空间;
    14通道的DMA控制器支持硬件和软件中断,支持优先级中断和嵌套中断;
    4个全双工LINK端口支持最达500 MB/s的传输速度;
    JTAG仿真接口允许多片DSP仿真。

    3 ADSP-TS201与TS101性能比较

    ADSP-TS201与ADSP-TS101相比,主要在运行速度、存储器结构和链路口结构上有差别,如表1所列。通过比较可以看出ADSP-TS201的性能比较好,故选用ADSP-TS201实现雷达恒虚警检测。

        

          4恒虚警检测原理
          4.1选大单元平均CFAR(GO-CFAR)
          云雨杂波和低分辨率雷达的海浪和地物杂波的包络服从瑞利分布,其概率密度函数为:

          
          门限VT一旦确定,背景噪声(干扰)和杂波干扰会使虚警概率增加,因此恒虚警处理十分必要。杂波干扰环境通常采用单元平均恒虚警。实际工程中为了消除杂波边缘内侧虚警显著增大,采用选大单元平均恒虚警。

    选大单元平均CFAR通过两侧2L个距离单元数据平均值估算杂波功率,用杂波功率对所检测的距离单元数据进行归一化并乘以门限,作为检测门限。检测门限与检测单元比较,超过门限判断为有目标,低于门限判断为无目标。
          4.2杂波图
          杂波图可认为是CFAR中的一种,采用参考样本估计杂波电平。将雷达周围的二维平面划分成许多方位距离单元,再将每个方位距离单元的接收信号存入存储器,每个存储单元对应一个方位距离单元。一个杂波图单元可以由一个或几个分辨单元组成。按照不同的距离和不同的波位计算并存储杂波图,利用杂波图数据设置门限并与雷达回波相比较,检测低速目标。

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