陈歆炜，赵建中，吴 文

(南京理工大学 近程高速目标探测技术国防重点实验室，江苏 南京 210094)

在雷达系统中，当以某目标的最佳极化方式发射电磁波时，该目标回波在接收天线端的功率能够达到最大。相干情况下，目标最佳极化的Jones矢量就是其Graves功率矩阵最大特征值所对应的特征矢量[1]。通常，系统通过计算Graves功率矩阵的特征值和特征矢量来获取目标的最佳极化，使得在发射功率不变的前提下提高目标回波的信噪比。在弹载、车载、机载、星载等对体积有限制的小型化系统中，需使用数字信号处理芯片（如FPGA）求解矩阵特征值的相关问题。

Jacobi方法是计算矩阵特征值问题常用计算机算法之一。在FPGA中，基于CORDIC算法的硬件结构可简化Jacobi方法复杂的旋转操作，节约硬件资源[1-2]。然而，CORDIC算法中的多次迭代操作，使得系统处理时间成倍增加，并不适合在对实时性要求较高的系统中使用。参考文献[3]对Jacobi方法进行了并行改进，使用多个处理器并行处理的方法同时消去待求矩阵的多个非对角元素，获得了较高执行效率。但是，多个处理器的结构需要消耗大量资源，在体积和成本受到限制的小型化系统上难以实现。

为了在单处理器系统上实现实时处理，本文针对目标Graves功率矩阵的特点，提出了一种获取目标最佳极化的FPGA实现方法。文章提出了一种带门限的序列Jacobi方法，采用并行结构设计FPGA，合理调整了有限状态机（FSM）的执行时序，并对相关进程进行并发处理，压缩了程序执行时间。……