西安電子科技大學 電子工程研究所　董杰，吳順君

        摘  要：討論了一種并行信號處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用高性能的并行DSP芯片作為處理單元，構(gòu)成了分布式的并行結(jié)構(gòu)，具有很強的可擴充性和靈活性。算法軟件和數(shù)據(jù)傳輸軟件的標準模塊用匯編語言完成，以達到高效地實時處理；主程序用高級語言設(shè)計，可以方便地調(diào)用各標準軟件模塊，整個程序具備易修改、易維護的特點。

        關(guān)鍵詞：并行處理；數(shù)字信號處理器；恒虛警檢測；雜波圖

        自數(shù)字計算機問世以來，計算機的處理能力已經(jīng)增長了100 k倍以上。然而，現(xiàn)有性能最高的計算機的計算能力仍遠遠不能滿足人類對計算速度無止境的追求。在科學計算、地質(zhì)分析、氣象預測、仿真模擬、圖像處理以及實時信號處理領(lǐng)域，對計算機處理速度的要求尤為迫切。隨著半導體技術(shù)的迅速發(fā)展，采用超大規(guī)模集成電路設(shè)計的處理單元功能越來越強，然而單處理器性能的提高受到了諸多限制。因此，滿足對運算速度的巨大需求目前只能通過并行處理技術(shù)來實現(xiàn)。

        1　概述

        本文中設(shè)計了一種并行信號處理系統(tǒng)，其主要特點是：

        1）具有強大的處理能力，可以完成多種信號處理模式。

        2）信號處理功能通過大量信號處理芯片（DSP）的并行計算完成。

        3）信號處理功能的改變通過軟件實現(xiàn)。

        圖1所示的是動目標檢測雷達信號處理機的主要組成部分，虛線中的處理模塊是本文要完成的工作。


        2　幅相計算、CFAR檢測、M/N檢測

        2.1幅相計算

        幅相計算指從復數(shù)據(jù)計算其幅度和相位，假使：

        2.2　CFAR檢測和M/N檢測

        雷達信號的檢測總是在干擾背景上進行的，為了在強干擾中提取信號，不僅要求有一定的信噪比，而且必須有恒虛警處理設(shè)備，恒虛警處理的目的是保持信號檢測時的虛警率恒定，這樣才能使處理機不致因虛警太多而過載。

        1）單元平均恒虛警（CFAR）檢測器

        已經(jīng)知道，在低分辨率的脈沖雷達中，海浪和雨雪等分布雜波可以看作很多獨立照射單元回波的迭加，因而雜波包絡(luò)的分布服從瑞利分布，如果檢測背景中存在此類雜波，檢測門限可以通過計算雜波的均值得到，但是由于雜波在空間分布的未知性，求雜波均值只能從被檢測目標鄰近單元來獲得，這就是比較常用的單元平均CFAR檢測器。為了減少這類檢測器在雜波邊緣內(nèi)側(cè)虛警顯著增大問題，一般采用其改進電路—兩側(cè)單元平均選大電路，如圖2所示。在被檢測單元的兩邊，為了防止目標本身對門限值的影響各空出了一個保護單元。

        2）二維CFAR檢測器

        當雷達工作于FFT方式時，CFAR檢測器的輸入數(shù)據(jù)包括距離和頻率2個變量，所以需要采用二維CFAR，如圖3所示。除0# 濾波器輸出送雜波圖處理外，其他多卜勒濾波器輸出各接一個單元平均CFAR檢測器。各CFAR檢測的結(jié)果合起來作為目標判斷。

        3）M/N檢測

        M/N檢測在CFAR檢測后進行，其中，N為積累