一种某新型战场侦察雷达信号处理系统技术方案

为了有效、经济地提高部队及院校对某新型战场侦察雷达的训练，设计了一种某新型战场侦察雷达信号处理系统。采用模块化设计方法，建立了伪码调相准连续波雷达的数字下变频、脉冲压缩、动目标显示、动目标检测、恒虚警检测和PPI显示模块，设计了系统的人机交互界面。结果表明，设计的某新型战场侦察雷达的信号处理系统可以有效地模拟该雷达的信号处理过程及PPI显示，操作方便，易于扩展和部队使用。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种某新型战场侦察雷达信号处理系统
本专利技术涉及一种信号处理系统，尤其涉及一种某新型战场侦察雷达信号处理系统。
技术介绍
战场侦察雷达的作用是探测地面活动目标的雷达。主要装备于陆军部队，用于警戒、侦察敌方运动中的人员、车辆和坦克等目标，测定其方位、距离和活动路线，提供敌军地面活动的情报。根据雷达作用距离的不同，战场侦察雷达分为近距离（对车辆10千米左右）便携式和中远距离（对车辆20～40千米左右）车载式2种类型。根据雷达发射波形的不同，又有连续波和脉冲波2种体制。这种雷达一般采用3厘米或更短的波长，以提高精度和减少体积、重量。由于目标周围环境中常伴有很多地物，这种雷达常采用动目标检测技术，以便将活动目标信号从强烈的地物杂波中检测出来。对地面侦察雷达的研究，国外始于20世纪40年代，取得了很多的成果，如美国的AN/TPS系列、R-2000系列，法国的Rasit系列和英国的ZB298、Fastar、Frowler等。国内对地面战场侦察雷达的研究起步于60年代中期，主要集中在研究所和院校内，如中国电子科技集团电子第38研究所、206所、10所及南京理工大学和西安电子科技大学等。随着信息技术的日益白热化，国内战场侦察雷达的研究也得到了快速的发展。
技术实现思路
为了解决伪码调相连续波雷达存在的信号泄露问题，增加雷达的作用距离，同时具有脉冲雷达收发时间隔离，设计了一种某新型战场侦察雷达信号处理系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：某新型战场侦察雷达信号处理系统由回波信号预处理部分、回波信号处理部分、PPI显示器部分，其中，回波信号预处理部分包括回波信号产生模块和数字下变频和脉冲压缩模块；回波信号处理部分包括MTI、MTD、XFAR模块。在系统中，通过调用杂波和干扰子VI、静目标回波子VI和动目标回波子VI来产生雷达回波信号，回波信号与本振信号混频后，通过低通滤波器，得到解调后数据，再将解调输出数据与脉压系数子VI的输出送到脉冲压缩模块，MTI、MTD模块和恒虚警模块中做处理，最后将处理后的结果送到P型显示器中显示。所述的回波产生模块包括杂波和干扰子VI、静目标回波子VI和动目标回波子VI，调用三个子VI来产生雷达回波信号。所述的低通滤波器将高、低截至频率设置为正、负2倍基带带宽值。所述的压缩模块采用卷积算法时，由于卷积参考信号为对M序列码扩展后的反向序列。序列里的元素取值只有1和-1，因此可将卷积运算简化为对回波序列做累加减和运算。所述的MTI滤波器模块中包含非递归一次对消MTI滤波器和非递归二次对消MTI滤波器，可根据设定的不同杂波环境选择。所述的MTD多普勒滤波器通道数为16个，首先在MATLAB软件中对对消后的信号做MTD处理，然后再将程序改写到LabVIEW的MTD模块中。所述的P型显示器是雷达实现人机交互的重要平台。设计的雷达P型显示器应主要包括扫描线、P显界面的绘制和扫描速度、数据传输控制等部分。本专利技术的有益效果是：某新型战场侦察雷达信号处理系统能够使使用者快速掌握某新型战场侦察雷达的信号处理过程，并能够通过波形仿真模块对信号处理过程有一个直观上的印象，达到了系统设计的目的。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是某新型战场侦察雷达信号处理系统框图。具体实施方式如图1所示，某新型战场侦察雷达信号处理系统由回波信号预处理部分、回波信号处理部分、PPI显示器部分，其中，回波信号预处理部分包括回波信号产生模块和数字下变频和脉冲压缩模块；回波信号处理部分包括MTI、MTD、XFAR模块。在系统中，通过调用杂波和干扰子VI、静目标回波子VI和动目标回波子VI来产生雷达回波信号，回波信号与本振信号混频后，通过低通滤波器，得到解调后数据，再将解调输出数据与脉压系数子VI的输出送到脉冲压缩模块，MTI、MTD模块和恒虚警模块中做处理，最后将处理后的结果送到P型显示器中显示。根据雷达探测距离范围的不同，系统的伪码产生模块将产生7位与127位的M码序列。本文研究的某新型战场侦察雷达具有低功耗、集成度高、体积小、机动性强、探测距离近和精度高等特点，主要用于对近程地面活动目标的侦察。因此，涉及的杂波主要以地物杂波和气象杂波为主。针对伪码调相战场侦察雷达捕获目标需多路相关连续试探导致捕获效率低的问题，系统设计时采用一路卷积代替多路相关的解决方法。相关接收器是将发射信号经过固定延迟后与接收信号进行相关运算，与卷积器相比，只是对某一特定距离的回波作出响应。MTI滤波器为一低通滤波器，主要用来抵消回波信号中的静止目标和抑制零频附近的杂波，提高接收信号的信杂比。本文设计的MTI滤波器模块中包含非递归一次对消MTI滤波器和非递归二次对消MTI滤波器，可根据设定的不同杂波环境选择。非递归MTI滤波器比较简单，没有反馈支路，按对消次数的不同，可分为一次对消、二次对消和多次对消。对消次数越高，MTI滤波器阻带凹口越宽，能够有效地滤除静止目标和零频附近的杂波，但通带的平坦性越差，对有效回波信号的衰减也越大。递归MTI滤波器是在非递归MTI滤波器中加入反馈支路，按对消次数的不同，可分为一次对消、二次对消和多次对消。滤波器的极点一方面影响着系统的稳定性，另一方面，极点可以使它附近频率点上相应的幅频响应值得到提高，进而调节着系统传递函数幅频特性的通带平坦性。随着反馈系数的逐渐增大，滤波器的通带越来越平坦，可增强对回波信号的检测。但滤波器通带越平坦，其相应的凹口宽度越窄，减小了抑制宽杂波频谱的能力。系统在设计恒虚警检测模块时，由于杂波背景比较平稳，因此可采用单元平均恒虚警算法，即慢门限恒虚警处理。此外，为了进一步提高系统的检测性能，在一次门限中加入一个反馈支路，将上次的检测门限与新门限做加权处理，这样就相当于增加了背景的参考样本单元数。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种某新型战场侦察雷达信号处理系统，主要由回波信号预处理部分、回波信号处理部分、PPI显示器部分，其中，回波信号预处理部分包括回波信号产生模块和数字下变频和脉冲压缩模块；回波信号处理部分包括MTI、MTD、XFAR模块。

【技术特征摘要】
1.一种某新型战场侦察雷达信号处理系统，主要由回波信号预处理部分、回波信号处理部分、PPI显示器部分，其中，回波信号预处理部分包括回波信号产生模块和数字下变频和脉冲压缩模块；回波信号处理部分包括MTI、MTD、XFAR模块。2.根据权利要求1所述的某新型战场侦察雷达信号处理系统，其特征是所述的回波产生模块包括杂波和干扰子VI、静目标回波子VI和动目标回波子VI，调用三个子VI来产生雷达回波信号。3.根据权利要求1所述的某新型战场侦察雷达信号处理系统，其特征是所述的低通滤波器将高、低截至频率设置为正、负2倍基带带宽值。4.根据权利要求1所述的某新型战场侦察雷达信号处理系统，其特征是所述的压缩模块采用卷积算法时，由于卷积参考信号为对M序列码扩展后的反向序...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁艳，
申请(专利权)人：祁艳，
类型：发明
国别省市：辽宁,21