一種某新型戰場偵察雷達信號處理系統技術方案

為了有效、經濟地提高部隊及院校對某新型戰場偵察雷達的訓練，設計了一種某新型戰場偵察雷達信號處理系統。采用模塊化設計方法，建立了偽碼調相準連續波雷達的數字下變頻、脈沖壓縮、動目標顯示、動目標檢測、恒虛警檢測和PPI顯示模塊，設計了系統的人機交互界面。結果表明，設計的某新型戰場偵察雷達的信號處理系統可以有效地模擬該雷達的信號處理過程及PPI顯示，操作方便，易于擴展和部隊使用。

A new signal processing system for battlefield surveillance radar

In order to improve the training of a new type of battlefield surveillance radar effectively and economically, a signal processing system of a new type of battlefield reconnaissance radar is designed. Using modular design method, a pseudo-random code phase modulation quasi continuous wave radar digital down conversion, pulse compression, moving target indication, moving target detection, CFAR detection and PPI display module, design the man-machine interface of the system. The results show that the signal processing system of a new type of battlefield surveillance radar can effectively simulate the signal processing and PPI display of the radar. It is easy to operate, easy to expand and use by the army.

【技術實現步驟摘要】
一種某新型戰場偵察雷達信號處理系統
本專利技術涉及一種信號處理系統，尤其涉及一種某新型戰場偵察雷達信號處理系統。
技術介紹
戰場偵察雷達的作用是探測地面活動目標的雷達。主要裝備于陸軍部隊，用于警戒、偵察敵方運動中的人員、車輛和坦克等目標，測定其方位、距離和活動路線，提供敵軍地面活動的情報。根據雷達作用距離的不同，戰場偵察雷達分為近距離（對車輛10千米左右）便攜式和中遠距離（對車輛20～40千米左右）車載式2種類型。根據雷達發射波形的不同，又有連續波和脈沖波2種體制。這種雷達一般采用3厘米或更短的波長，以提高精度和減少體積、重量。由于目標周圍環境中常伴有很多地物，這種雷達常采用動目標檢測技術，以便將活動目標信號從強烈的地物雜波中檢測出來。對地面偵察雷達的研究，國外始于20世紀40年代，取得了很多的成果，如美國的AN/TPS系列、R-2000系列，法國的Rasit系列和英國的ZB298、Fastar、Frowler等。國內對地面戰場偵察雷達的研究起步于60年代中期，主要集中在研究所和院校內，如中國電子科技集團電子第38研究所、206所、10所及南京理工大學和西安電子科技大學等。隨著信息技術的日益白熱化，國內戰場偵察雷達的研究也得到了快速的發展。
技術實現思路
為了解決偽碼調相連續波雷達存在的信號泄露問題，增加雷達的作用距離，同時具有脈沖雷達收發時間隔離，設計了一種某新型戰場偵察雷達信號處理系統。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：某新型戰場偵察雷達信號處理系統由回波信號預處理部分、回波信號處理部分、PPI顯示器部分，其中，回波信號預處理部分包括回波信號產生模塊和數字下變頻和脈沖壓縮模塊；回波信號處理部分包括MTI、MTD、XFAR模塊。在系統中，通過調用雜波和干擾子VI、靜目標回波子VI和動目標回波子VI來產生雷達回波信號，回波信號與本振信號混頻后，通過低通濾波器，得到解調后數據，再將解調輸出數據與脈壓系數子VI的輸出送到脈沖壓縮模塊，MTI、MTD模塊和恒虛警模塊中做處理，最后將處理后的結果送到P型顯示器中顯示。所述的回波產生模塊包括雜波和干擾子VI、靜目標回波子VI和動目標回波子VI，調用三個子VI來產生雷達回波信號。所述的低通濾波器將高、低截至頻率設置為正、負2倍基帶帶寬值。所述的壓縮模塊采用卷積算法時，由于卷積參考信號為對M序列碼擴展后的反向序列。序列里的元素取值只有1和-1，因此可將卷積運算簡化為對回波序列做累加減和運算。所述的MTI濾波器模塊中包含非遞歸一次對消MTI濾波器和非遞歸二次對消MTI濾波器，可根據設定的不同雜波環境選擇。所述的MTD多普勒濾波器通道數為16個，首先在MATLAB軟件中對對消后的信號做MTD處理，然后再將程序改寫到LabVIEW的MTD模塊中。所述的P型顯示器是雷達實現人機交互的重要平臺。設計的雷達P型顯示器應主要包括掃描線、P顯界面的繪制和掃描速度、數據傳輸控制等部分。本專利技術的有益效果是：某新型戰場偵察雷達信號處理系統能夠使使用者快速掌握某新型戰場偵察雷達的信號處理過程，并能夠通過波形仿真模塊對信號處理過程有一個直觀上的印象，達到了系統設計的目的。附圖說明下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。圖1是某新型戰場偵察雷達信號處理系統框圖。具體實施方式如圖1所示，某新型戰場偵察雷達信號處理系統由回波信號預處理部分、回波信號處理部分、PPI顯示器部分，其中，回波信號預處理部分包括回波信號產生模塊和數字下變頻和脈沖壓縮模塊；回波信號處理部分包括MTI、MTD、XFAR模塊。在系統中，通過調用雜波和干擾子VI、靜目標回波子VI和動目標回波子VI來產生雷達回波信號，回波信號與本振信號混頻后，通過低通濾波器，得到解調后數據，再將解調輸出數據與脈壓系數子VI的輸出送到脈沖壓縮模塊，MTI、MTD模塊和恒虛警模塊中做處理，最后將處理后的結果送到P型顯示器中顯示。根據雷達探測距離范圍的不同，系統的偽碼產生模塊將產生7位與127位的M碼序列。本文研究的某新型戰場偵察雷達具有低功耗、集成度高、體積小、機動性強、探測距離近和精度高等特點，主要用于對近程地面活動目標的偵察。因此，涉及的雜波主要以地物雜波和氣象雜波為主。針對偽碼調相戰場偵察雷達捕獲目標需多路相關連續試探導致捕獲效率低的問題，系統設計時采用一路卷積代替多路相關的解決方法。相關接收器是將發射信號經過固定延遲后與接收信號進行相關運算，與卷積器相比，只是對某一特定距離的回波作出響應。MTI濾波器為一低通濾波器，主要用來抵消回波信號中的靜止目標和抑制零頻附近的雜波，提高接收信號的信雜比。本文設計的MTI濾波器模塊中包含非遞歸一次對消MTI濾波器和非遞歸二次對消MTI濾波器，可根據設定的不同雜波環境選擇。非遞歸MTI濾波器比較簡單，沒有反饋支路，按對消次數的不同，可分為一次對消、二次對消和多次對消。對消次數越高，MTI濾波器阻帶凹口越寬，能夠有效地濾除靜止目標和零頻附近的雜波，但通帶的平坦性越差，對有效回波信號的衰減也越大。遞歸MTI濾波器是在非遞歸MTI濾波器中加入反饋支路，按對消次數的不同，可分為一次對消、二次對消和多次對消。濾波器的極點一方面影響著系統的穩定性，另一方面，極點可以使它附近頻率點上相應的幅頻響應值得到提高，進而調節著系統傳遞函數幅頻特性的通帶平坦性。隨著反饋系數的逐漸增大，濾波器的通帶越來越平坦，可增強對回波信號的檢測。但濾波器通帶越平坦，其相應的凹口寬度越窄，減小了抑制寬雜波頻譜的能力。系統在設計恒虛警檢測模塊時，由于雜波背景比較平穩，因此可采用單元平均恒虛警算法，即慢門限恒虛警處理。此外，為了進一步提高系統的檢測性能，在一次門限中加入一個反饋支路，將上次的檢測門限與新門限做加權處理，這樣就相當于增加了背景的參考樣本單元數。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種某新型戰場偵察雷達信號處理系統，主要由回波信號預處理部分、回波信號處理部分、PPI顯示器部分，其中，回波信號預處理部分包括回波信號產生模塊和數字下變頻和脈沖壓縮模塊；回波信號處理部分包括MTI、MTD、XFAR模塊。

【技術特征摘要】
1.一種某新型戰場偵察雷達信號處理系統，主要由回波信號預處理部分、回波信號處理部分、PPI顯示器部分，其中，回波信號預處理部分包括回波信號產生模塊和數字下變頻和脈沖壓縮模塊；回波信號處理部分包括MTI、MTD、XFAR模塊。2.根據權利要求1所述的某新型戰場偵察雷達信號處理系統，其特征是所述的回波產生模塊包括雜波和干擾子VI、靜目標回波子VI和動目標回波子VI，調用三個子VI來產生雷達回波信號。3.根據權利要求1所述的某新型戰場偵察雷達信號處理系統，其特征是所述的低通濾波器將高、低截至頻率設置為正、負2倍基帶帶寬值。4.根據權利要求1所述的某新型戰場偵察雷達信號處理系統，其特征是所述的壓縮模塊采用卷積算法時，由于卷積參考信號為對M序列碼擴展后的反向序...

【專利技術屬性】
技術研發人員：祁艷，
申請(專利權)人：祁艷，
類型：發明
國別省市：遼寧,21