TMS320C6701DSP线性调频信号数字脉冲压缩

线性调频信号具有抛物线式的非线性相位谱，能够获得较大的时宽带宽积；与其它脉压信号相比，很容易用数字技术产生，且技术上比较成熟；所用的匹配滤波器对回波信号的多卜勒频移不敏感，因而可以用一个匹配滤波器处理具有不同多卜勒频移的回波信号。这将大大简化信号处理系统，因此它在工程中得到了广泛的应用。采用这种信号的雷达可以同时获得远的作用距离和高的距离分辨率。数字化的脉冲压缩系统具有性能稳定、受干扰小、工作方式灵活多样等优点，是现代脉压系统的发展趋势。

本文以TI公司的高性能的TMS320C6701浮点DSP芯片作为实现数字脉冲压缩的核心器件，实现了线性调频信号的频域数字脉冲压缩。

1 数字脉冲压缩原理

数字脉冲压缩采用数字信号处理技术完成相关匹配滤波，通常采用时域处理和频域处理两种方法实现这一过程。

1．1 时域脉冲压缩处理

时域脉冲压缩直接对雷达回波信号进行卷积运算，如图1所示。其算式如下：

s(n)=s1(n)+jsQ(n);h(n)=hI(n)+jhQ(n)

y(n)=s(n)×h(n) (1)

式中，s(n)为A/D采样之后的回波信号；h(n)为匹配滤波器的冲激响应信号；y(n)为时域脉压输入信号。采用时域方法进行脉冲压缩且当卷积运算速度达到A/D采样速度时，可以进行实时脉冲压缩处理，输入信号的长度不受滤波器阶数的限制。但当A/D采样频率较高时，脉压处理将无法实时完成。

1．2 频域脉冲压缩处理

频域脉冲压缩先对输入回波序列进行FFT变换，将离散输入时间序列变换成离散谱，然后乘以匹配滤波器冲击响应的离散谱，再用逆FFT还原成压缩后的时间离散信号，如图2所示。其算式如下：

S（k）=FFT(s(n));H(k)=FFT(h(n))

y(n)=IFFT(S(k)×H(k))=IFFT(FFT(s(n))×FFT(h(n))) (2)

在大时宽信号时，采用高速FFT算法，大大减少了运算量，提高了运算速度，因而现代雷达体制广泛采用的是频域算法。频域算法的实现要求发展快速傅立叶变换的硬件，以前多用高速FFT运算器件实现频域脉压。但随着通用DSP器件速度的不断加快，这些专用FFT器件不仅没有了高速FFT算法运算上的优势，同时还伴随有功能单一、不便于功能扩展、成本高、实现电路复杂等劣热，因此逐渐被淘汰，取而代之的是高速DSP器件。本文正是TI公司的高性能的TMS320C6701浮点DSP来实现频域数字脉冲压缩。

来源：嵌入式公社