基于TMS320F2812在毫米波探测器目标识别中的应用-信号与信息处理专业论文.docxVIP

南京理工大学硬士学位论文 摹于TMS320F2812存毫米渡搛铡器目标识别中的应田 第一章绪论 1．1课题背景 九十年代以来，发达国家先后研发成功了多种精确制导和末制导灵巧武器，如 精确制导的导弹、各种口径的灵巧弹药，武器系统的性能得到大幅度的提高，特别 是精确制导武器，弹药有效杀伤效率有了质的提高，比传统弹药有着更为长远的发 展前景。在世界发生的几次局部战争中，如海湾战争中，以美国为首的多国部队大 量运用了各种研发出来的巡航导弹、末敏弹、末制导灵敏炮弹等等，特别在以美国 为首的多国发动的对伊战争中，几乎所有的导弹都是精确制导的巡弹。这表明能够 精确打击目标的弹药已经成为现代战争中的主要手段。因此，各国都在大力发展各 类精确制导武器，力争在未来军事力量抗衡中占有一定的优势。 末敏弹药是灵巧弹药的重要发展方向之一，主要用于攻击运动或静止的目标群， 如攻击战场的纵深装甲队列。它不但可以用于陆地火炮、火箭、迫弹、地雷、导弹 等弹药，而且可以用于海军舰炮、空军机载弹药，是一种应用极为广泛的高效灵巧 弹药。 毫米波技术是近年来发展十分迅速的高新科技，是灵巧弹药的关键技术之一。 由于毫米波在电磁波中介于微波和红外波之间，与微波相比，波束窄、波长短，因 而毫米波探测器具有较高的空间(角度和距离)分辨力，较强的抗干扰能力和较好 的低仰角探测特性，同时它体积小、重量轻，便于弹载使用；与红外相比，尽管毫 米波探测器精度没有红外高，但它受天气和烟尘影响小，而且区分金属且标和境的 能力强。因此毫米波探测技术在灵巧弹药中的应用具有重要的国防意义。作为探测 器关键技术之一的信号检测与高速信号处理技术，在探测系统的研究中占有重要的 地位，信号处理的准确性和实时性将决定武器弹药击毁目标精度的重要因数。 本文根据以相关科研项目的研究内容为背景，基于TMS320F2812 DSP高速信号 处理器，重点开展了毫米波探测器信号处理及目标识别系统的软硬件分析与设计。 1．2毫米波主被动技术 毫米波主动探测技术，相对于微波而言，波长短，波束很窄，不仅能探测层标 的距离、方位和速度，而且能获得良好的距离、角度和速度分辨力。在实际应用中， 毫米波主动雷达已经能在较小小的天线口径(如130咖)下实现良好的距离、角度、 速度分辨力，具有很高精度和抗干扰能力强及其低仰角探测性能好等优点．但也有 南京理T大学硕士学位论文 基于T蝣320F2812在毫米波探测器目标识别中的应用 自身的缺点，在近距离探测时，容易产生目标闪烁效应，使探测目标的精度变差， 难以对准目标中心，还可能丢失目标。 毫米波被动探测技术是一种利用目标辐射特性的进行目标探测的技术。广义地 讲，任何物体都是一个辐射源，在一定温度下要发射电磁波，同时也被其它物体发 射的电磁波所照射．毫米波被动探测技术通常采用毫米波辐射计，对物体在毫米波 段的电磁辐射进行探测识别。毫米波被动探测技术具有较高的空间分辨率、反隐身 作用，生存能力强，近距离探测时无目标闪烁效应，对准目标中心的精度较高等优 点。但在作用距离较近时，获得的目标信息量很少，不能测距和测速。 将毫米波主动探测技术和被动探测技术两种体制复合，可以形成毫米波主被动 复合的探测体制，使得毫米波主被动探测体制的优势相互补充，不仅提高了探测距 离，还消除了近程探测中目标闪烁效应，并能够获得丰富的目标信息。 1．3数字信号处理 近几年，各种处理器性能提高非常快，系统中互连网络己经成为影响系统总体 性能的主要因素，数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)是-f7涉 及许多学科而又被广泛应用于许多领域的新兴科学。20世纪60年代以来，随着计 算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理(DSP)技术应运而生并得到迅速的发展。 在过去的二十多年时间里，数字信号处理己经在通信等领域得到极为广泛的应用。 数字信号处理的实现是理论和应用之间的桥梁，实现数字信号处理的方法一般 有以下几种： (1)在通用计算机(PC)上用软件(如c语言)实现： (2)在通用计算机系统中加上专用的加速处理机实现； (3)用通用的单片机(如MCS-51等)实现，这种方法可用于一些不太复杂的 数字信号处理，如数字控制等； (4)用通用的可编程DSP芯片实现．与单片机相比，DSP芯片具有更加适合于 数字信号处理的软件和硬件资源，可用于复杂的数字信号处理算法； (5)用专用的DSP芯片实现。在一些特殊的场合，要求的信号处理速度极高， 用通用的DSP芯片很难实现，例如FFT、数字滤波、卷积、相关等算法，需用专用 的DSP芯片，这种芯片将相应的信号处理算法在芯片内部用硬件实现，无须进行编 程。 DSP芯片主要针对连续信号采样后的离散化数字进行数