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基于DSP離散頻率編碼雷達(dá)信號的實(shí)現(xiàn)

作者: 時(shí)間:2011-04-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:序列集合是一種具有良好自相關(guān)和互相關(guān)性的正交波形序列集合,其可以提升網(wǎng)狀多系統(tǒng)的目標(biāo)搜索能力、追蹤與識別能力。為了設(shè)計(jì)這種,需要求解NP-難的組合優(yōu)化問題,且考慮到的速度限制和產(chǎn)生的實(shí)時(shí)性要求,采取簡單有效的局部搜索算法,并利用TI公司的TMS320F28335和BB公司的DAC7724完成目標(biāo)算法和波形輸出,得到了符合要求的波形。
關(guān)鍵詞:序列;局部搜索算法;數(shù)字信號處理器;數(shù)/模轉(zhuǎn)換

0 引言
隨著信息融合技術(shù)的快速發(fā)展,網(wǎng)狀多系統(tǒng)的目標(biāo)搜索能力、追蹤與識別能力都得到了極大的提升,進(jìn)而憑借其高性能得到更加廣泛的應(yīng)用。然而,為了避免自干擾和檢測混亂,網(wǎng)狀系統(tǒng)的信號需要特殊設(shè)計(jì)。如果系統(tǒng)傳送的波形屬于一個(gè)正交編碼波形集合,而這個(gè)波形集合中的任一波形都具有近似沖擊函數(shù)的自相關(guān)性,且任兩波形間無互相關(guān)性,系統(tǒng)就可以根據(jù)實(shí)時(shí)需求來在單基、雙基、多基之間轉(zhuǎn)換,從而達(dá)到比傳統(tǒng)雷達(dá)系統(tǒng)更強(qiáng)的目標(biāo)探測、追蹤、識別能力。
正交編碼也屬于一種跳頻技術(shù),可以抑制信號傳輸過程中的多徑干擾,提高信噪比,更可以避免雷達(dá)信號被截獲,提高雷達(dá)站的安全性。同時(shí),信號的分集傳送,也保證了信號的可恢復(fù)性,解決了衰減問題。
數(shù)字信號處理器()具有強(qiáng)大的運(yùn)算和處理能力,并且具有數(shù)據(jù)傳輸速度快,可并行處理多條指令等優(yōu)點(diǎn)。使用TI公司的芯片TMS3-20F28335作為控制核心,BB公司的12位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器DAC7724作為執(zhí)行部件,能夠根據(jù)相應(yīng)的數(shù)學(xué)函數(shù)描述輸出任意波形。

1 頻率編碼的雷達(dá)信號的設(shè)計(jì)
假設(shè)一多雷達(dá)系統(tǒng)中有L個(gè)雷達(dá)站點(diǎn),即有L個(gè)跳頻序列,每個(gè)跳頻序列包含N個(gè)時(shí)長為tb的連續(xù)子脈沖。編碼信號可表示為:
b.JPG
式中:o.jpg是子脈沖的編碼頻率;tb是子脈沖持續(xù)的時(shí)間。對于跳頻序列l(wèi),其頻率編碼序列p.jpg取為{n1△f,n2△f,…,nN△f),其中:0≤ni≤N-1,一般取△f=1/tb。頻率編碼序列還可以進(jìn)一步地用系數(shù)序列表示,即{n1,n2,…,nN}。
理想情況下,信號的自相關(guān)函數(shù)和互相關(guān)函數(shù)應(yīng)該滿足如下條件:
sl的自相關(guān)函數(shù):
c.JPG
d.JPG
信號設(shè)計(jì)的目標(biāo)是達(dá)到式(3),式(4)所述的自相關(guān)和互相關(guān)特性。用能量函數(shù)E表示各跳頻序列自相關(guān)函數(shù)旁瓣能量及所有不同的跳頻序列間互相關(guān)函數(shù)能量之和,即:
e.JPG
使得E最小。這是一個(gè)NP-難問題,類似于TSP問題(旅行售貨商問題),目前還未找到多項(xiàng)式時(shí)間算法,因此需要使用一些不一定能達(dá)到最優(yōu)解的啟發(fā)式算法來求近似最優(yōu)解。


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