基于DSP的多功能毫米波雷达数据处理分机设计与实现

论文摘要

雷达数据处理器作为现代雷达系统的重要组成部分,在目标信息提取、目标运动轨迹估计、目标位置推移以及目标的高精度实时跟踪等方面发挥了重要作用。本论文设计的某多功能毫米波雷达数据处理分机主要承担对地、对空进行多目标跟踪、分类、处理并输出等功能,同时完成同显控、伺服、接收、发射、信号处理分机及雷达系统同导航系统等的通信任务。本论文介绍了多功能毫米波雷达数据处理分机的平台设计、算法设计。设计中紧密围绕新技术的发展与应用,在边扫描边跟踪(TWS)算法中的数字跟踪滤波器采用的是交互式多模滤波(IMM);跟踪系统采用的是决策性能较好的椭球跟踪门准则;数据关联算法采用的是鲁棒性能最好的全域最近临法(GNN);航迹起始与合并采用的是滑窗法。硬件平台设计方面充分考虑稳定性、实时性、扩展性、运算量等因素,在不改变硬件电路的条件下方便开展多种算法的验证、比较及升级,系统设计更加灵活。通过大量仿真及静态、动态、跑车、装机等内外场试验对各种运动目标在静态、飞行状态下的跟踪测试表明,该分机的算法跟踪效果和跟踪性方面满足了系统要求。同时,硬件设计兼顾了工程化、国产化、环境适应性、装机要求等,性能稳定、可靠,并通过了振动、温度等环境试验以及电磁兼容性试验等,较好的满足了系统设计要求。且该项目的硬件平台及跟踪技术等研究成果可推广应用到陆基、舰载及其它机载雷达上,同时可推广到民用领域。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 引言
• 1.2 雷达数据处理国内外研究现状
• 1.3 多功能毫米波雷达优点
• 1.4 多功能毫米波雷达对数据处理机的要求
• 第二章 多功能毫米波雷达系统
• 2.1 系统构成及工作原理
• 2.2 毫米波多功能雷达的主要功能
• 2.3 毫米波雷达工作模式
• 2.4 毫米波雷达的工作流程及战术使用描述
• 2.4.1 对地作战
• 2.4.2 对空作战
• 2.4.3 防撞和地形回避
• 2.5 终端设备设计平台
• 第三章 毫米波雷达数据处理分机设计与实现
• 3.1 主要技术要求
• 3.1.1 多目标跟踪
• 3.1.2 目标分类
• 3.2 雷达数据处理原理框图
• 3.3 雷达数据处理系统组成
• 3.4 算法设计
• 3.4.1 多目标跟踪功能框图
• 3.4.2 工作原理
• 3.4.3 跟踪系统
• 3.4.4 量测数据预处理
• 3.4.5 跟踪坐标系
• 3.4.6 跟踪滤波算法
• 3.4.7 数据关联
• 3.4.8 航迹管理
• 3.5 多目标跟踪器硬件设计
• 3.6 目标分类处理器设计
• 3.6.1 目标分类算法流程
• 3.6.2 目标分类处理器硬件设计
• 3.7 通信接口模块硬件设计
• 3.8 数据处理平台的软件开发环境
• 第四章 试验与验证
• 4.1 仿真及试验
• 4.1.1 室内仿真试验情况
• 4.1.2 外场及飞行试验
• 4.2 试验结论
• 第五章 结论和展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献