CC BY
56
k t Mr Бфп ivi^ović, KONCEPT SOFTVERSKOG RADARA
kapetan prve klase, dipl. inz.
Vojna akademija,
Beograd UDC: 621.396.96 : 004.4
Rezime:
U ovom radu analiziran je koncept softverskog radara. Zbog velike fleksibilnosti softver-ski radar ima mnoge prednosti u odnosu na konvencionalne radare. Takođe, održavanje softverskog radarskog sistema je mnogo jeftinije. Predstavljena je teorijska i tehnološka osnovica softverskog radara i opisana njegova arhitektura, kao i način organizacije njegove mreže. Plo-ča DSP (Digital Signal Processing) predstavlja centralni deo softverskog radara, pa je detaljno predstavljena njena uloga. Opisana je platforma quatro 6x i akviziciona kartica PCI-9812/10. Rezultat sprovedene tehno-ekonomske analize pokazuje da je za stvarnu implementaciju projek-tovanih softverskih modula radarskog prijemnika u konkretni konvencionalni radar potrebno izdvojiti oko 20 000 USD, što je mnogo manje od cene modernih radarskih sistema.
Ključne reči: softverski radar, konvencionalni radar, DSP ploča, radarska mreža, akvizicija podataka.
SOFTWARE RADAR CONCEPT
Summary:
Software radar concept is described in this paper. Because of high level of flexibility software radar has many advantages in aspect to conventional radar. Also, service of the software radar system is much cheaper. Theoretical and technical basis of software radar is presented and its architecture is proposed. Organization method of the software radar network is specified. DSP (Digital, signal Processing) board is central part of the software radar and its role is described in details. Quatro 6x platform and PCI-9812/10 acquisition card are described. Result of the given techno-economical analysis approves that it is necessary to invest around 20 000$ and that is much less than the price of modern radar systems.
Key words: software radar, conventional radar, DSP board, radar network, data acquisition.
Uvod
S napretkom tehnike digitalne obra-de signala i signal-procesorskih tehnolo-gija, teorijski i praktično je razrađen koncept softverskog radija. Termin softver-ski radio prvi put je pomenut početkom poslednje decenije prošlog veka da bi se definisao radio čija je funkcionalnost obezbeđena preko softverskih i hardver-skih komponenata. U takvoj realizaciji radija udeo softverskih komponenata je
oko 80%, a hardverskih oko 20%. U stvari, realizacija softverskog radija sa-stoji se u tome da se deo hardvera klasič-nog radija zameni signal-procesorskom platformom, na kojoj se softverski imple-mentira deo funkcija radija. Mnoge aspekte dizajna i implementacije softver-skih radio-sistema predstavio je Rid (Reed) 2002. godine [1]. Koncept softverskog radara predstavlja specifičnu pri-menu softverskog radija. Softverski radar prvi put se pominje krajem poslednje de-
40
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2007.
cenije dvadesetog veka, kao radarski ure-đaj čije su funkcije softverski definisane.
Softverski radar mora biti fleksibilan, reprogramabilan, da omogućava upravlja-nje različitim komunikacionim protokoli-ma i rad na različitim frekvencijama, a da pri tome koristi istu hardversku platformu koja je pod softverskom kontrolom [2]. Prema tome, puko postojanje DSP ploče (Digital Signal Processor) u sastavu radara ne znači da je taj radar softverski.
Glavna karakteristika softverskog radara je njegova fleksibilnost. Jedno-stavnom izmenom, dopunom ili zame-nom softvera, mogu se potpuno promeni-ti i unaprediti funkcije i karakteristike radara. Na ovaj način radarski uređaj je la-ko modernizovati, jer se primena najmo-dernijih tehnika obrade radarskih signala može veoma brzo implementirati bez ve-likih hardverskih promena.
Funkcije digitalnog radarskog siste-ma, koje su najčešće implementirane softverski, jesu obrada signala, generisa-nje talasnog oblika predajnog signala, kontrola rada antenskog sistema i sinhro-nizacija svih funkcionalnih celina siste-ma. Takođe, mora se obezbediti rad u re-alnom vremenu. Pošto se pri obradi sig-nala obavljaju komplikovani matematički proračuni, neophodna je obrada na brzim digitalnim signal-procesorskim pločama.
Softverski radar pruža mnogo bolje mogućnosti prikazivanja podataka dobi-jenih na osnovu obrađenih signala i de-tekcije ciljeva. Kod konvencionalnih ra-dara pokazivač je relativno skromnih mogućnosti i na njemu se, uglavnom, mogu prikazivati ciljevi u obliku osve-tljenih tačaka, a daljina i uglovni položaj cilja mogu se samo grubo proceniti. Kod pokazivača softverskog radara praktično
ne postoje granice. Svaki podatak do ko-jeg se došlo pri obradi radarskog signala može se veoma precizno prikazati na monitoru računara koji je u sastavu soft-verskog radara. To podrazumeva ispisi-vanje preciznih koordinata ciljeva koje može biti u obliku odgovarajućih tabela ili se pored svakog cilja ispisuju njegove osnovne koordinate. Moguća je selekcija i obeležavanje pripadnosti cilja, što je posebno bitno za radare koji se koriste u vojne svrhe, koji moraju da razlikuju sopstvene letilice od civilnih ili neprija-teljskih letilica. Mnogo je lakše izvodlji-vo crtanje trajektorija selektovanih ciljeva i pridruživanj e različitih simbola za različite klase ciljeva.
Teorijska i tehnološka osnovica
softverskog radara
Opšta šema jednog softverskog radara prikazana je na slici 1. Svaki blok čine modularne komponente koje su iza-brane u skladu s namenom sistema [3].
Blok nazvan sintetizator talasnog obli-ka generiše odgovarajući predajni signal impulsne ili kontinualne prirode koji će mo-dulisati hiperfrekventni nosilac. Ovaj blok softverskog radara je fleksibilan, što znači da se oblik predajnog signala može menjati tokom rada Kod radara koji rade sa signali-ma u proširenom spektru, sintetizator tala-snog oblika generiše predajni signal koji je kodiran po frekvenciji ili fazi, što doprinosi poboljšanju rezolucije po daljini. Dakle, ovakav sintetizator mora da obezbedi veliku širinu propusnog opsega (reda GHz) i visok stepen agilnosti frekvencije (kratak vremen-ski interval „skakanja“ s jedne na drugu pre-dajnu frekvenciju, oko 100 ns).
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2007.
41
Sl. 1 - Softverski radarski sistem
Blok za IF/RF konverziju treba da translira spektar generisanog signala u područje hiperfrekvencija reda gigaher-ca, što se najčešće realizuje preko više-stepenog umnožavanja frekvencije signala kvarcnog oscilatora.
Visokofrekventni pojačavač snage treba da ima što veće pojačanje, ali i veo-ma mali faktor šuma, kako bi izobličenje predajnog talasnog oblika bilo manje. Kao visokofrekventni pojačavači mogu se koristiti klistroni, parametarski pojača-vači, a najčešće cev sa putujućim talasom (Traveling Wave Tube - TWT) koja obezbeđuje pojačanja snage preko 50 dB sa faktorom šuma manjim od 2.
Blok-duplekser ustvari je antenska skretnica koja kod impulsnog radara
usmerava elektromagnetnu energiju ka anteni, u intervalima predaje radarskog signala. U intervalima kada nema predaje radarskog signala, duplekser sve signale koji se nalaze na ulazu antenskog sistema propušta prema prijemnom kanalu.
Kao i kod konvencionalnog radara i ovde je prvi blok u prijemnoj grani malo-šumni pojačavač. Njegov naziv govori da je to pojačavač sa malim faktorom šuma, a poželjno je da ima što veće pojačanje.
Blok za RF/IF konverziju ima su-protnu funkciju od bloka za IF/RF kon-verziju. Naime, spektar prijemnog signala se iz područja hiperfrekvencija translira u tzv. međufrekventni opseg, koji je obično reda nekoliko desetina megaherca radi lakše digitalne obrade signala. U okviru ovog bloka nalazi se sklop nazvan IQ-de-modulator. U literaturi se sreće pod nazi-vom sinhroni detektor. Funkcija IQ--demodulatora je da razdvoji realnu i ima-ginarnu komponentu kompleksnog pri-jemnog radarskog signala i da na svom iz-lazu da informaciju o njegovoj fazi i am-plitudi, koja će se iskoristiti za potiskiva-nje interferencije prisutnog klatera.
Analogno-digitalni (A/D) konvertor ima brojne primene u savremenim radari-ma, a naročito kod softverskih radara. Na primer, kod MTI radara (Moving-Target Indication), koji selektuju pokretne cilje-ve, potreban je A/D konvertor sa fre-kvencijama odabiranja reda nekoliko me-gaherca, pa i većim. Ovde se signali na izlazu iz sinhronog detektora odabiraju brzinom koja ne sme da bude manja od širine propusnog opsega prijemnika, a za smeštanje digitalizovanih podataka po-trebna je memorija sa kapacitetom reda gigabajta. Brzi A/D konvertori potrebni su i kod radara za automatsko praćenje
42
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2007.
ciljeva, a i kod višesnopovskih radara ko-ji do koordinata cilja dolaze preko arit-metičke interpolacije.
Kod softverskog radara, izlaz A/D konvertora je direktno spregnut s blokom za obradu signala koji zajedno sa blokom za kontrolu čini centralni deo softverskog radara, tj. DSP ploču (Digital Signal Processing), koja predstavlja centralnu kon-trolnu jedinicu čitavog sistema. Što je najvažnije, obezbeđuje digitalnu obradu signala u realnom vremenu. Pored obra-de signala DSP, ploča obavlja još jednu bitnu funkciju - obradu podataka.
Obrađene podatke treba konvertova-ti u pogodan oblik da bi se prikazali kori-sniku radarskog uređaja na odgovaraju-ćem pokazivaču. Pokazivač softverskog radara najčešće je monitor računara, što govori o mnogo boljim mogućnostima prikazivanja dobijenih informacija o ci-ljevima i većoj preglednosti koja omogu-ćuje lakše rukovanje sistemom. Na poka-zivačima konvencionalnih radara posto-je mnogo skromnije mogućnosti obeleža-vanja i markiranja ciljeva nego kod soft-verskog radara. Dakle, softverski radari imaju bolji kvalitet i kvantitet podataka koji se prikazuju na pokazivaču.
Arhitektura softverskog radara
Na slici 2 detaljnije je prikazana arhitektura softverskog radara [4], u kojoj se jasno uočavaju dve vrste komponena-ta: hardverske i softverske komponente.
Hardverske komponente na slici 2 uokvirene su isprekidanom linijom. One se ne razlikuju od odgovarajućih blokova kod konvencionalnih radara. U njih spada-ju IF/RF konvertor, pojačavači, svi mikro-talasni elementi, antenski sistem sa ele-
mentima za pozicioniranje antene, predaj-ni usmereni sprežnik i koherentni digitalni prijemnik, koji u svom sastavu ima A/D konvertor i IQ-demodulator. Predajni usmereni sprežnik, zajedno sa koherent-nim digitalnim prijemnikom čini posebnu prijemnu granu za proveru i podešavanje parametara radarskog prijemnika. Softver-ske komponente preuzele su funkcije digi-talnih hardverskih komponenata u kon-vencionalnim radarima koje su obezbeđi-vale obradu signala, generisanje talasnog oblika predajnog signala, kontrolu rada antenskog sistema i memorisanje podataka. Da bi se sve pomenute funkcije odvija-le u realnom vremenu, neophodna je veo-ma brza interna mreža kojom bi se uspo-stavila međusobna komunikacija između elemenata hardvera, računara sa DSP pro-cesorom i elemenata za nadzor i kontrolu rada celokupnog sistema. U sistemu je po-trebna dobra sinhronizacija rada svih nje-govih elemenata. Pored standardnih nači-na sinhronizacije, ona se može obezbediti i preko DSP ploče.
Sekvencer predajnog talasnog obli-ka ima istu funkciju kao sintetizator talasnog oblika sa slike 1. Merenjem osnov-nih parametara predajnog signala u jed-nom bloku softverskog radara, kao što su frekvencija nosioca, trajanje predajnog impulsa i frekvencija ponavljanja impul-sa, kontinualno se proverava kvalitet predajnog talasnog oblika.
Rad antenskog sistema kontroliše blok pod nazivom sekvencer pozicije an-tene. Ovaj blok kontroliše rad antenskog sistema, tako što meri frekvenciju obrta-nja antene i, ako nije u dozvoljenim gra-nicama odstupanja, automatski je pode-šava preko upravljačkih signala. Sekven-
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2007.
43
HARDVER
INSTRUMENTALNA KONTROLNA TABLA 1 1 <-> * ^ INTERFEJS VIRTUELNE KONTROLNE TABLE L Л
MOTOR ANTENE, POZICIONIRANJE, SENZORI
RX MALOŠUMNI POJAČAVAČ KOHERENTNI DIGITALNI PRIJEMNIK 1 <T> 1 <-> * * OBRADA SIGNALA U REALNOM VREMENU
1 1
PREDAJNI USMERENI KOHERENTNI 1 PROVERA KVALITETA
SPREŽNIK DIGITALNI PRIJEMNIK <-> PREDAJNOG
1 TALASNOG OBLIKA
POJAČAVAČ PRETPOJAČAVAČ IF/RF SEKVENCER
VELIKE SNAGE I FILTER KONVERTOR <T> <■> PREDAJNOG
1 TALASNOG OBLIKA
KONFIGURACIJA BAZE PODATAKA U REALNOM VREMENU
PRIKAZ
OBRAĐENIH
PODATAKA
INTERFEJS
BAZE
OBRAĐENIH
PODATAKA
OBRADA
PODATAKA
RACUNAR+MREZA+
+SOFTVER
О
SEKVENCER POZICIJE ANTENE
SNIMANJE I ČITANJE PODATAKA
MEMORIJA
PODATAKA
GIGABITNA RADARSKA MREZA
NADZOR I KONTROLA
POUZDANOST
SISTEMA
PRIKAZIVANJE U REALNOM VREMENU
SK
KONTROLA
KVALITETA
PRIJEMA
SK
KONTROLNA
KONZOLA
RADARA
UPRAVLJANJE
Sl. 2 - Arhitektura softverskog radara
DUPLEKSER
TX
cer pozicije antene ima još jednu bitnu funkciju - generisanje uglovnih pozicija antene na početku svake periode predaj-nog signala. Kada je uglovna pozicija antene po azimutu 0°, antena je napravila jedan pun obrtaj, a svaki takav trenutak se precizno meri da bi se izbegla desin-hronizacija pri konfiguraciji baze podata-ka u realnom vremenu. Baza podataka ima matrični oblik. U njoj vektori kolone odgovaraju rednom broju predajnog im-
pulsa, a vektori vrste rednom broju ćelije daljine. Memorija podataka puni se i pra-zni preko bloka za snimanje i čitanje po-dataka.
U bloku za obradu signala na slici 2, koji je realizovan pomoću DSP ploče, primenom odgovarajućih algoritama vrši se digitalna obrada u realnom vremenu. Koherentni digitalni prijemnik pretvara analogni prijemni signal RX u digitalni oblik tako da faza signala bude stabilna.
44
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2007.
Digitalizovani prijemni signal RX sadrži povratnu informaciju o posmatranom ra-darskom cilju. U bloku za obradu signala izdvajaju se informacije o cilju po dalji-ni, Doplerovoj frekvenciji i vremenu. Prijemni signali koji potiču od jednog predajnog impulsa moraju biti obrađeni u realnom vremenu, odnosno u toku jedne periode ponavljanja impulsa.
Na DSP ploči realizovan je i blok za obradu podataka. U njemu se određu-ju koordinate detektovanih ciljeva, a to su kod dvodimenzionalnih radara naj-češće daljina i azimut. Trodimenzional-ni radari određuju i elevaciju cilja. Bitan podatak je brzina cilja, pa se u bloku za obradu podataka detektovanim ciljevima pridružuje informacija o njihovoj brzini. Na osnovu obrađenih podataka formira se njihova baza, koja se preko odgova-rajućeg interfejsa prenosi do bloka za prikazivanje obrađenih podataka na po-kazivaču softverskog radara. Podaci se moraju prikazati u realnom vremenu, što važi i za obradu signala. Kod softver-skog radara postoji memorija podataka, pa se, u zavisnosti od njene veličine, na pokazivaču mogu reprodukovati kraće ili duže ponovljene sekvence radarske slike.
Sistem kontrole i upravljanja soft-verskog radara čine sledeći elementi: kontrolna konzola radara, virtuelna kon-trolna tabla, kola za nadzor i kontrolu, kola za merenje pouzdanosti sistema, blok za kontrolu kvaliteta prijema i blok za upravljanje.
Kontrolna konzola objedinjuje sve ostale elemente sistema za kontrolu i upravljanje, a upravlja se preko komandi koje su na njoj instalirane. Na virtuelnoj
kontrolnoj tabli instalirani su pokazivači stanja pojedinih funkcionalnih blokova softverskog radara, koja predstavljaju iz-lazne signale kola za nadzor i kontrolu. Najčešći parametri koji podležu kontroli jesu: snaga predajnog signala, frekvenci-ja nosioca predajnog signala, pravilnost rada bloka za obradu signala, pravilnost rada bloka za obradu podataka, frekven-cija obrtanja antene, nivelacija antene, vrednost svih potrebnih napona napaja-nja potrebnih za rad hardverskih kompo-nenata i odnos signal - šum na ulazu u prijemnik radara koji određuje blok za kontrolu kvaliteta prijema. Blok za upravljanje generiše upravljačke signale za koje postoji zahtev sa kontrolne konzole i preko interne mreže ih prosleđuje ka bloku softverskog radara na kojem treba izvršiti zahtevanu akciju.
Radarska mreža
Ako se softverski radar (slika 2) po-veže u mrežu sa drugim radarima, onda interna mreža prerasta u tzv. gigabitnu radarsku mrežu, čija je struktura prikaza-na na slici 3. Da bi se uspostavio visok stepen paralelizma procesa, kao što su obrada signala, obrada podataka i nadzor radarskog sistema, neophodno je da ra-darska mreža bude višekanalna (Multicast Network).
Tipičan skup kanala kod softver-skog radarskog sistema čine kanal kontrole, kanal podataka, kanal stanja i kanal preko kojeg se vrše izmene postojećih programa i unošenje novih. Kanali mogu biti trajni ili privremeni, što zavisi od zahteva koji se postavljaju pred softver-ski radarski sistem.
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2007.
45
Na slici 3 a) prikazan je primer orga-nizacije kanala u mreži softverskih rada-ra [4]. U ovom primeru, na kanalu poda-taka nalaze se prijemni podaci (kanal 0). Podaci sa ovog kanala su istovremeno dostupni različitim blokovima softver-skog radarskog sistema koji mere tempe-raturu šuma sistema, transliraju spektar signala, filtriraju podatke i prikazuju do-bijene rezultate. Signali na izlazu kohe-rentnog digitalnog prijemnika formatira-ju se u bloku pod nazivom distributor. Formatirani signali se preko kanala 0 prenose do bloka sa oznakom DDC (Digital Downconverter) koji translira spektar signala oko određene centralne fre-kvencije. U ovom primeru postoje dva takva konvertora sa centralnim frekven-cijama 33 i 50 kHz. Signal na izlazu
DDC-a sa centralnom frekvencijom 50 kHz prenosi se u kanal 1, a na izlazu iz DDC-a sa centralnom frekvencijom 33 kHz u kanal 2.
Podaci iz kanala 1 i kanala 2 memori-šu se odvojeno u dve različite memorije podataka i dalje se obrađuju u različitim blokovima. Obrađeni podaci prenose se u kanal 3, odakle mogu biti prosleđeni u blok za memorisanje ili se direktno prenose do bloka za prikazivanje rezultata obra-de. Jedan lanac blokova za obradu signala prikazan je na slici 3b). Konfiguracija ovog lanca može biti promenljiva, pa se vr-lo brzo može modifikovati kao odgovor na promenjene zahteve u obradi signala.
Računari koji funkcionišu u sklopu softverskog radarskog sistema imaju ograničene kapacitete. Međutim, kada se
46
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2007.
povežu preko radarske višekanalne mre-že postaju mnogo efikasniji i u najslože-nijim radarskim aplikacij ama. Svi ele-menti povezani u mrežu mogu da komu-niciraju jedni s drugima.
Upotrebom višekanalne radarske mreže podstiče se velika modularnost blokova za obradu podataka, što ostvaru-je glavni cilj - visoki nivo paralelizma različitih procesa koji se odvijaju u soft-verskom radarskom sistemu.
Uloga DSP ploče
Pred DSP ploču postavlja se zahtev da obezbedi obradu signala u realnom vremenu. U digitalnoj obradi signala naj-češće operacije biće Furieova transfor-macija (FFT), konvolucija (korelacija) i sinteza FIR filtera. U sva tri slučaja, funkcija koju treba da obavi digitalno ko-lo ima oblik:
У = Ž xi • ci (1)
1=1
Po svojoj arhitekturi, digitalni pro-cesori signala (DSP) specijalizovani su za izračunavanje sume proizvoda, kao u jednačini (1). Takođe, omogućen je si-multani pristup odvojenim blokovima memorije radi bržeg pristupa podacima. Izvršavanje instrukcija pažljivo je plani-rano i vrši se po principu pipelininga, či-me je rad procesora znatno ubrzan. Naj-važniji zadaci koje DSP obavlja u radar-skom prijemniku jesu procena Doplerove frekvencije i CFAR procesiranje. Prema [5] broj instrukcija za implementaciju FIR filtera, koji obavlja Doplerovu obradu, Ni, jednak je broju reflektovanih im-
pulsa od cilja u toku jednog prebrisava-nja antene, N, koji zavisi od frekvencije obrtanja antene, fs, frekvencije ponavlja-nja impulsa, fr, i širine dijagrama zrače-nja antene, 03dB, prema jednačini [6]:
N1=N=fq^ (2)
! 2pfs У J
Tome treba dodati još desetak po-moćnih naredbi. Realizacija CFAR procesora zahteva dve instrukcije po svakoj ćeliji i, kao u prethodnom slučaju, još desetak pomoćnih naredbi. Prema tome, zahtevana brzina procesora može se izra-čunati na osnovu sledeće jednačine [5]:
_ N +10 + 2 • 2и+10_ N+ 4n+ 20
т т
[broj instrukcija/s] (3)
gde je 2n broj ćelija CFAR procesora, a т trajanje predajnog impulsa. Na primer, kod radara ŽIRAFA broj reflektovanih impulsa od cilja u toku jednog prebrisavanja maksi-malno iznosi N = 20, a broj ćelija CFAR procesora je 2n = 8. Kada se proračuna zahtevana brzina procesora po jednačini (3) dobija se vrednost oko 10 MIPS (Mega Instructions Per Second). Za postojeće di-gitalne procesore signala ova brzina proce-siranja ne predstavlja problem.
Prelazak sa analogne na digitalnu obradu signala može se izvršiti na više me-sta u toku procesiranja prijemnog signala. Signal se, najčešće, digitalizuje na izlazu iz IQ-demodulatora. Specifičnost i zah-tevnost obrade signala u radarskoj tehnici iziskuju vrlo pažljiv izbor hardverskih platformi za realizaciju funkcionalnih blokova softverskog radarskog prijemnika.
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2007.
47
Za realizaciju projektovanih softverskih modula neophodne su sledeće hardverske komponente: akviziciona kartica, DSP platforma, host računar i laptop.
Akviziciona kartica koja bi zadovolji-la potrebne zahteve za primenu u softver-skom radaru je PCI-9812/10 (slika 4), koju proizvodi firma ADLINK Technology Inc. Kartica se bazira na 32-bitnoj PCI BUS ar-hitekturi i poseduje četiri 12--bitna A/D konvertora sa maksimalnom frekvencijom odabiranja od 20 MHz po kanalu. Najčešće se primenjuje u radu sa DSP pločama i u aplikacijama u kojima se izvodi brza Furie-ova transformacija, digitalno filtriranje ili obrada slike. Na kartici postoji 64KB FIFO memorije. Opseg ulaznih napona može biti od -5 do +5 V, ili -1 do +1 V.
Platforma DSP koja bi mogla da od-govori na sve zahteve obrade signala u re-alnom vremenu je Quatro 6x, koju proiz-
Sl. 4 - Kartica PCI-9812/10
vodi firma Innovative Integration. Na njoj su integrisana četiri TMS320C6201 DSP procesora na 200 MHz (slika 5). Ova platforma je idealna za upotrebu kod velikog broja računski zahtevnih aplikacija. Brzi-na izvođenja operacija je 1,3 GFLOPS-a.
Svaki procesor ima veliki broj peri-ferija na čipu, uključujući dva 32-bitna brojača, 64 KB internog PROGRAM RAM-a (IPRAM), 64 KB internog RAMa podataka (IDRAM), 16 MB eksternog RAM-a (SDRAM) i četiri DMA kanala. Sva četiri procesora su međusobno pove-zana pomoću brzih FIFO linkova, koji su kompatibilni sa procesorskim DMA kon-trolerima, što obezbeđuje potreban kvali-tet razmene podataka između procesora. Tri DSP procesora mogu da komuniciraju sa eksternim hardverom pomoću zasebnih 16-bitnih FIFOPort interfejsa. Serijski portovi svakog DSP procesora platforme Quatro 6x izvedeni su na konektore za po-vezivanje sa eksternim hardverom. Akvi-ziciona kartica i platforma Quatro 6x bile bi smeštene u kućište jedanog tzv. host ra-čunara. Minimalna RAM memorija je 512 MB, a brzina procesora oko 2 GHz.
Ako se želi da posada, zbog poveća-nja mera bezbednosti, upravlja radom ra-dara van njegove kabine, biće potreban laptop računar, koji će biti u mreži sa host računarom. Komunikacija između njih može se ostvariti žičnim ili radio-putem.
Kada se saberu cene navedenih har-verskih komponenti, dobije se ukupan iz-nos od oko 20 000 $. Imajući u vidu da najnoviji radarski sistemi koštaju od ne-koliko miliona do nekoliko desetina mili-ona američkih dolara, modifikacija kon-vencionalnih vojnih i civilnih radara sta-rije generacije, na bazi softverski defini-sanog radara, bila bi veoma isplativa.
48
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2007.
Zaključak
Softverski radar je fleksibilan i re-programabilan uređaj čije su funkcije softverski definisane. Projektovanjem softverskog modela nekog konvencional-nog radara dobija se sistem čije je održa-vanje mnogo ekonomičnije. Uvođenje sa-mo softverskog radarskog prijemnika omogućava rešenje problema s nabavkom većeg broja rezervnih delova prijemnika konvencionalnog radara, jer oni više nisu potrebni. Uz to, komponente softverski definisanog radara mnogo su jeftinije od onih u postojećim sistemima, pa bi održa-vanje softverskog radarskog prijemnika bilo neuporedivo jeftinije od održavanja postojećih sistema konvencionalnih radara. Rešenja koja proističu iz ove analize primene koncepta softverskog radara mo-gla bi da se iskoriste za modifikaciju konvencionalnih radara, kako u vojnoj, tako i u civilnoj upotrebi. Primenom koncepta softverskog radara mogu se unaprediti ka-rakteristike i povećati fleksibilnost kon-vencionalnih radara, kao i implementirati potpuno nove funkcije koje znatno unape-đuju njegove performanse. Osim toga, ovaj koncept otežava rad sistemima ELINT (Electronic Intelligence), što se
ogleda u činjenici da softverski radar ima mogućnost jednostavne promene talasnog oblika predajnog signala, kao i njegovih ostalih parametara.
Za stvarnu implementaciju projekto-vanih softverskih modula radarskog prijemnika u konkretni konvencionalni radar potrebno je izdvojiti oko 20 000 $. U ovu sumu uključene su samo cene po-trebnih hardverskih komponenata, dok cena intelektualnog rada nije. Imajući u vidu da najnoviji radarski sistemi koštaju od nekoliko miliona do nekoliko desetina miliona američkih dolara, modifikacija konvencionalnih vojnih i civilnih radara starije generacije, na bazi softverski defi-nisanog radara, bila bi veoma isplativa.
Literatura:
[1] Reed, J. H.: Software Radio, Comunications Enginering and Emerging Technologies, Prentice-Hall PTR, 2002.
[2] Grydeland, T.: Interferometric and high time-resolution observations of Naturally Enhanced Ion-Acoustic Echoes at the EISAT Svalbard Radar: Software radar and Incoherent Scattering, Doctor Scientiarum Dissertation, Faculty of Science Department of Pfysics, University of Tromso, 2003.
[3] Derham, T.: Low Cos Open Architecture Radar System, University College, London, England, 2000.
[4] Grydeland, T.: Software radar signal processing, Annales Geophysicale, 2004.
[5] Popović, M.: Digitalna obrada signala, Nauka, Beograd, 1996.
[6] Schleher, D. C.: MTI and Pulsed Doppler Radar, Artech House, USA Norwood, 1991.
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2007.
49
