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。
杂波图分为动态杂波图和静态杂波图。静态杂波图是在雷达建站时或者定期对雷达周围的杂波环境进行测量,静态杂波图对雷达回波信号按照特定公式进行归一化处理,一般用于接收机控制增益。而动态杂波图随着天线扫描,每个方位单元存储的信号递归更新,天线多圈扫描后,幅度杂波图存储相应方位距离单元的杂波均值。检测门限为相应方位距离单元杂波均值与门限之积。如果被检测信号大于门限,则判为有目标,否则判为无目标。
5 恒虚警在ADSP-TS201上的实现
5.1运算量、存储量分析及时间估计
首先分析选大单元平均CFAR的运算量和时间。以某一重复频率为例(重复频率为184μs,无模糊距离为27.6 km),整个距离的数据量约为3.6
K个32 bit的字。处理一帧数据的时间约185.5
ms。经多普勒补偿后数据量翻倍,实际处理一帧数据(定浮点转换、取模、CFAR)的时间约为314.5
ms。因此仅用一片ADSP-TS201是无法实现的。
然后分析杂波图的存储量。将雷达周围的二维平面划分为6个扫描区,每个扫描区有91个波位,每个波位存10层(前后各5层)杂波数据。若一个杂波图单元由2个分辨单元组成,则一个杂波图单元存储16
bit,一个扫描区最大存储量约为30 M,ADSP-TS201内存不能存储杂波图数据。
5.2硬件实现
采用两片ADSP-TS201实现硬件设计,每个处理器都连接一个32 MB×16 bit的SDRAM。硬件连接图如图1所示。
图中,L表示链路口;F表示FLAG引脚;I表示外部中断引脚;IO表示输入输出引脚;DATA表示数据口。
DSP1与Flash相连接用于启动,DSP2与FPGA连接用于接收来自FPGA脉压后的复数数据。两个处理器之间的点对点通信是通过链路口互联实现的,每个链路口以双向全双工方式工作。两个DSP各自连接SDRAM用于存储杂波图数据。DSP1采用EPROM加载方式,DSP2通过链路口加载。
5.3软件实现
软件设计主要实现:定浮点转换、取模、杂波图检测以及CFAR处理。每部分程序都是一个子程序,便于调用、调试。考虑到实时性要求,程序采用汇编语言,片内利用ADSP-TS201的X,Y双运算块并行运算。由于选大单元平均CFAR处理要对两侧L个临近单元求和,取模可直接求和,把取模和CFAR用一个子程序完成,减少了读取数据的时间。图2、图3分别为DSP1、DSP2的软件处理流图。