基于多核DSP的同时多波束相控阵雷达信号处理系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114185692A(43)申请公布日2022.03.15(21)申请号202111358795.X(22)申请日2021.11.17(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市孝陵卫200号申请人南京恒河科翼电子科技有限公司(72)发明人郑佳杨建超孙望顾红苏卫民(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人陈鹏(51)Int.Cl.G06F9/54(2006.01)G06F15/173(2006.01)H04L12/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称基于多核DSP的同时多波束相控阵雷达信号处理系统及方法(57)摘要本发明公开了一种基于多核DSP的同时多波束相控阵雷达信号处理系统及方法，系统包括：SRIO接口通信模块，用来实现雷达前端和DSP间的接收波束和差回波数据和发射波束控制参数的传输；GPIO接口中断模块，用来触发GPIO中断；千兆以太网通信模块，用来实现一次目标信息、雷达前端设备的控制字应答信息、系统工作状态信息的上报，以及信号处理参数的下发；核间通信模块：用来实现多核同步和多核数据交互；EDMA数据搬移模块，用来实现内部存储和外部存储之间的数据搬移；信号处理模块，用来对FPGA传输过来的脉冲压缩后的4个接收波束数据进行动目标检测、恒虚警处理、目标凝聚和测角，获取目标距离、速度、方位角信息。CN114185692ACN114185692A权利要求书1/2页1.一种基于多核DSP的同时多波束相控阵雷达信号处理系统，其特征在于，包括SRIO接口通信模块、GPIO接口中断模块、千兆以太网通信模块、核间通信模块、EDMA数据搬移模块和信号处理模块；所述SRIO接口通信模块，用于实现雷达前端和DSP间的4个接收波束的和差数据和7个发射波束控制参数的传输；所述GPIO接口中断模块，用于触发GPIO中断，实现雷达前端向DSP发送请求控制参数的通知，以及通知DSP准备接收数据；所述千兆以太网通信模块，用于实现一次目标信息、雷达前端设备的控制字应答信息、系统工作状态信息的上报，以及信号处理参数的下发；所述核间通信模块，用于实现多核同步和多核数据交互；所述EDMA数据搬移模块，用于实现内部存储和外部存储之间的数据搬移；所述信号处理模块，用于对雷达前端传输过来的脉冲压缩后的4个接收波束的和差数据进行动目标检测、恒虚警处理、目标凝聚和测角，获取目标距离、速度、方位角信息。2.根据权利要求1所述的信号处理系统，其特征在于，所述SRIO接口通信模块为基于RapidIO的串行数据传输链路，雷达前端向DSP传输4个接收波束的和差数据，DSP向雷达前端传输7个发射波束的控制参数。3.根据权利要求1所述的信号处理系统，其特征在于，所述GPIO接口中断模块是雷达前端触发GPIO上升沿中断来向DSP发送通知。4.根据权利要求1所述的信号处理系统，其特征在于，所述千兆以太网通信模块使用DSP内部的网络协处理器NETCP和SYS/BIOS实时操作系统下的NDK网络开发套件实现。5.根据权利要求1所述的信号处理系统，其特征在于，所述核间通信模块使用SYS/BIOS操作系统的核间通信组件IPC来实现，主要是MessageQ消息队列机制。6.根据权利要求1所述的信号处理系统，其特征在于，所述EDMA数据搬移模块实现将数据从外部存储DDR3搬移到内部存储L2，经过数据处理后再将结果从内部存储L2搬移到外部存储DDR3，以上两种搬移均采用乒乓搬移。7.根据权利要求1所述的信号处理系统，其特征在于，所述信号处理模块包括动目标检测单元、恒虚警处理单元、目标凝聚单元和测角单元；其中，动目标检测单元，采用滤波器组分别滤出杂波与目标信息，以区别动目标和固定杂波，对FFT后的数据采用一次牛顿迭代法进行取模运算；恒虚警处理单元，采用单元平均选大处理技术，降低杂波边缘处的虚警概率，抑制回波中的噪声和杂波干扰，保留有效目标信息；目标凝聚单元，将恒虚警处理单元处理后得到的目标信息凝聚成点迹信息，在距离维和速度维上分别进行凝聚，即对于距离维，找出同一个速度门对应的所有距离门中连续过门限的点，并保留其中幅值最大的那个点，其余点置0，对于速度维采用相同的处理；测角单元，用来测量目标相对于雷达的方位角度，采用和差比幅测角的方式。8.基于权利要求1～7任一所述信号处理系统的信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，雷达前端的FPGA给DSP上电和配置时钟；步骤2，通过GPIO接口中断模块，雷达前端发送GPIO9中断向DSP请求控制参数，DSP通2CN114185692A权利要求书2/2页过SRIO通信接口向雷达前端发送波束控制命令，雷达前端根据控制命令形成对应的1