一种雷达多目标模拟器的主控DSP的软件设计和实现

该模拟器可对目标附加多普勒频率信息，多普勒频率的范围为0到1500Hz之间。因此，可以同样利用DSP内部存储器资源，预存1.5kHz的余弦表，通过由上位机传过来的多普勒频率值对余弦表进行寻址，得到多普勒信息的幅度量化值(COS(θ)和SIN(θ))；然后将多普勒信息的幅度量化值与同样存储在DSP内部存储器中的线性、非线性调频波量化值(COS(θ)和SIN(α))进行乘加运算，得到COS(α＋θ)和SIN(α＋θ)(其中?琢是调频相位，θ是多普勒相位)，由此完成附加多普勒信息的数字回波的产生。模拟器产生的回波信号应能在天线波束角内受天线方向图的调制，具体实现是：模拟天线的圆周扫描，接收由雷达信号处理机提供的周期为定值的正北脉冲，并自行产生12位天线方位码（即方位码每增加1，相当于天线扫过360/4096度），由此天线指向信息结合该雷达天线的波束形状形成回波信号的幅度加权值，最后与调制了多普勒信息的波形值相乘即可。加权值也可由matlab仿真得到不同方位上的值预存于ROM中，工作时由天线方位码实时寻址得到，以此提高DSP的运算效率。

3.3 多目标模拟的方法及噪声、杂波的形成

按要求，模拟器应能模拟多批目标，目标批数在1~128 批之间，这就要求在同一天线波束内能同时模拟多批目标，每个目标具有不同的多普勒频率和距离。模拟方法是：先计算得到各个目标的回波数据，然后在距离上将多个目标叠加，合成一个等效的单点目标输出。以两目标的合成为例，如图3所示，有重叠和不重叠两种情况，首先需要确定两目标回波的起始共四个位置，由其决定是否有重叠，有重叠时将重叠区内的I、Q两路数据相加，其它数据不变；无重叠时，原数据不变，而在无回波位置补0值以备与噪声进行相加。

噪声和杂波的产生由噪声发生器来完成，它由专用芯片实现，此发生器可生成均匀分布、高斯分布、指数分布、瑞利分布四种定点和浮点格式的随机数，噪声模式的选择由PC界面的选项设置来完成，噪声和杂波可由DSP的一个外部地址读入，并进行一定比例的压缩后与回波数字值相加。从而完成整个目标和环境的模拟。

4　雷达多目标模拟器的软件设计和实现

ADSP2106x 完成实时运算、数据调度，是整个模拟器的核心和瓶颈，其软件编程的质量直接影响到系统的性能。

4.1 DSP的主程序流程

DSP的主程序流程为：ADSP2106x上电复位后，首先进行初始化，设置相应寄存器使可编程I/O管脚FLAG0-2为输入，接收来自雷达信号处理机的正北标志和主脉冲标志，FLAG3为输出，作为指示灯的控制信号，并且设置各BANK块的大小均为16K；然后执行一段自检程序后点亮指示灯；程序正常运行后首先将I、Q两路乒乓双口RAM清0，而后系统进入循环等待状态，反复检测FLAG2管脚的输入电平，当DSP检测到有正北标志来到时，通过外总线将双口RAM中的目标航迹和状态数据读入内存，其中包括本次模拟的雷达参数和天线这一圈扫描发现的目标信息；其后循环检测FLAG0，当检测到有主脉冲标志到来时，进行回波数据的实时调度输出，循环检测FLAG0的次数取决于天线转速和主脉冲周期；这一循环结束后再等待下一正北标志的到来，进行下一圈的模拟。DSP主程序流程如图4所示。 

4.2 目标回波数据生成模块软件实现

图5所示为目标回波数据生成模块的软件流程图，其工作过程为：①当DSP检测到M0标志到来时，首先打开主脉冲定时器，读取当前的天线码，并转化成角度信息；②判断并读取处于当前天线波束内的目标批数和目标信息，根据各个目标的距离计算其双程延时并转化成其在输出序列中的位置码，计算各批目标的幅度加权值，读取其多普勒频率；③读取I、Q两路需要的两组噪声数据；④由波形码寻址波形数据查找表产生每点波形数据，由各批目标的多普勒频率寻址多普勒信息查找表得到其多普勒数据，并将二者进行乘加运算，完成回波数据的生成，同时，将当前波束内的多点目标等效合成为一个目标；⑤将噪声与目标回波数据相加，将相加后的浮点数转化为DA要求的偏置码，最后，将此帧数据写入I、Q两路乒乓双口RAM；⑥关闭主脉冲计时器，等待响应下一M0中断。

5　 结束语

本文对基于SHARC的雷达多目标模拟器的总体方案和具体实现进行了简要阐述。重点介绍了该模拟器主控DSP的软件设计和实现，此系统已通过了软件模拟和硬件调试，DSP计算一个主脉冲周期内最多包含