一种二维有源相控阵雷达信号处理机的设计

孟乔波 袁子乔 杨 刚 郑东卫

(西安电子工程研究所 西安 710100)

0 引言

相控阵技术最早出现于20世纪30年代，美国于50年代中期研制出相关的雷达装备。相控阵雷达因其区别于其它传统雷达的技术特点，在较短时间内迅速发展。相控阵雷达具有波束指向灵活、数据率高、作用距离远、目标容量高、抗干扰性好、适应性强、可靠性高等特点，目前已得到大范围应用[1]。

雷达信号处理机是雷达系统的重要组成部分，主要用于完成雷达系统的信号处理算法及系统的定时控制。雷达的信号处理搜索部分用于完成发射波束控制、数字中频接收、数字波束合成、脉冲多普勒处理及目标检测等处理[2]。

本文采用多核DSP搭配FPGA的架构实现信号处理机的设计，该架构能够均衡雷达处理性能和功耗。本文主要介绍了雷达信号处理机的工作原理及信号处理机的相关设计和算法实现。

1 工作原理

相控阵雷达是一种由多个辐射单元排列，通过控制每个辐射单元的馈电相位，进而改变波束相位分布，使得波束能够在空间按照一定规律进行排列的电扫雷达。有源相控阵雷达的功放、双工器、低噪声放大器前端移相器等都集成在T/R组件中,由T/R组件控制波束的扫描，每个天线阵元用一个接收机和发射功率放大器[3]。

雷达相关算法具有过程繁琐、运算复杂、计算量大等特点，对雷达实时性的要求经常受制于信号处理机的处理速度而难以满足[4]。本雷达信号处理机充分利用FPGA的流水性能和多核DSP的并行处理能力，将雷达算法合理分配到不同的处理器中，从而满足雷达快速和实时性的要求。……