Fast signal transforms for radar information processing

Abstract

This work describes a useful processing tool for time-frequency signals known as the Discrete Chirp Fourier Transform (DCFT). Chirp signals are time-frequency signals which are linearly frequency modulated. DCFT implementations for RADAR systems provide important information about the nature of radar signals and allow to determine certain spectral characteristics. This work concentrates on the analysis, design, and implementation of efficient algorithms for the computation of the DCFT. The algorithms involve mathematical tools, in order to express DCFT in terms of factored composition of sparse matrices. A DCFT takes a one-dimensional signal in the object domain and returns a two- dimensional signal in the spectral domain. Important issue in this work is the study of algorithm arithmetic complexity. The main goal of this work is to generate implementations in MATLAB® and MPI-based clusters. The work addresses the issue of scalability as it pertains to the processing of high bandwidth data.

Este trabajo describe una útil herramienta de procesamiento para señales tiempo- frecuencia conocida como la Transformada Discreta de Chirp Fourier (DCFT). Las señales Chirp son tiempo-frecuencia las cuales son linealmente moduladas. Las implementaciones de la DCFT para sistemas de RADAR provee importante información sobre la naturaleza de las señales y permiten determinar ciertas características espectrales Este trabajo se concentra en el análisis, diseño e implementación de algoritmos eficientes para la computación de la DCFT. Los algoritmos involucran el uso de herrramientas matemáticas con el fin de expresar la DCFT en términos de un producto de matrices dispersas. Una DCFT toma una señal de una dimension en el dominio del objeto y retorna una señal de dos dimensiones en el dominio espectral Un asunto importante en este trabajo es el estudio de la complejidad aritmetica. El principal objetivo de este trabajo es generar implementaciones en MATLAB® y computadores tipo Cluster-MPI. El trabajo se direcciona al asunto de la escalabilidad y su pertinencia en el procesamiento de datos de gran ancho de banda.