基于统计模型的雷达杂波的DSP系统实现

作     者：任云龙 

作者单位：西安电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张民

授予年度：2015年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：地物环境 杂波模拟 统计建模 数字信号处理器 

摘      要：在雷达对环境目标进行探测时,地物环境杂波的存在会降低雷达对目标的探测精度,并增加雷达的虚警概率。为此,需要对雷达系统提供不同环境和条件下的杂波数据,以测试并改进雷达对环境杂波的处理能力。传统的雷达杂波模拟方法通常不能够同时满足准确性、多样性、可重复性、高分辨及实时性等要求,因此,研究一种能够灵活并且快速准确地产生不同环境条件下杂波的杂波模拟系统,对于雷达系统性能的改进和提升具有重要的意义。论文结合了地物环境的电磁散射理论建模和杂波的统计建模方法,即首先由电磁散射理论建模生成出满足杂波统计建模的样本数据集,然后在该样本数据集的基础上对该条件下的杂波进行统计建模,获得不同入射波频率和不同入射角度下的杂波统计分布结果。在杂波的统计建模过程中,介绍了相干斑杂波的基本理论和统计分布中的参数估计方法以及统计分布的检验方法。阐述了基于杂波统计建模结果的杂波模拟的基本原理,说明了采用“逆积累分布函数变换法产生任意非高斯分布的步骤,进一步地,阐述了非相关及相关高斯分布随机数的产生方法,并给出了非相关标准高斯分布随机数的模拟结果。详细叙述了DSP系统的硬件和开发环境的配置,在这个过程中,对论文中使用的鸿翔5509A开发板上的外设进行了说明,介绍了片级支持库(CSL)和DSPLIB库的安装及使用方法,并对实际开发过程中用到的DSPLIB库函数的使用及调用方式进行了说明。详细介绍了TMS320VC5509A处理器的存储空间映射和对存储空间的划分过程,并对DSP程序代码段在存储中间中的分配方法进行了描述,介绍了相应的伪指令的使用方法。阐述了DSP工作频率的配置原理,通过描述时钟模式寄存器相关字段的功能,介绍了采用CSL库函数对DSP工作频率的配置过程。阐述了外部存储器接口(EMIF)的功能与配置,通过描述外部总线选择寄存器、CE0控制寄存器和全局控制寄存器中相关字段的功能和配置过程,完成对EMIF的配置,实现DSP处理器对外扩SDRAM存储器的访问。给出了对数正态分布、韦伯分布、Fisher-Tippett分布、指数分布和瑞利分布的逆累计分布函数的数值或解析形式,说明了产生二维杂波的方法和步骤。最后,对裸土地面环境中的几种不同频率和入射角度情况下的杂波进行模拟,通过对杂波模拟结果的统计分析以及对理论结果的对比验证,证实了该杂波模拟系统的有效性,为雷达杂波的快速准确模拟提供了一种新的实用的方法。