一種基于fpga的船用雷達(dá)抗同頻干擾信號處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于FPGA的船用導(dǎo)航雷達(dá)抗同頻干擾信號處理方法，對經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換的視頻回波信號進(jìn)行三脈沖參差時(shí)序處理，同時(shí)疊加抗干擾變量，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)同步干擾異步化；然后對同步干擾異步化后的回波信號進(jìn)行改進(jìn)型三脈沖反異步處理；最后再對反異步處理后的回波信號進(jìn)行滑窗積累。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：基于隨機(jī)電路和模式修正，通過時(shí)序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)發(fā)射周期的動(dòng)態(tài)參差化；通過改進(jìn)型三脈沖反異步相關(guān)，提高了小目標(biāo)以及干擾單元中目標(biāo)的檢測能力；通過滑窗積累處理，進(jìn)一步減少了同頻干擾剩余，提高了檢測信噪比。
【專利說明】-種基于FPGA的船用雷達(dá)抗同頻干擾信號處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及船舶導(dǎo)航雷達(dá)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種基于FPGA的船用雷達(dá)抗同頻 干擾信號處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，船舶導(dǎo)航雷達(dá)功能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過最初的目標(biāo)探測和測距，已廣泛應(yīng)用于航 海避碰和海上救援，以及完成船只進(jìn)出港口的導(dǎo)航和結(jié)隊(duì)保持隊(duì)形等，對保障船舶航行安 全具有舉足輕重的意義。不僅大型、遠(yuǎn)洋船舶必須安裝，漁船、游艇等小型船舶也普遍安裝 導(dǎo)航雷達(dá)。
[0003] 在近海，特別是在港口附近時(shí)，由于同時(shí)開機(jī)的船舶導(dǎo)航雷達(dá)頻率相同或相近，會(huì) 出現(xiàn)嚴(yán)重的同頻干擾現(xiàn)象，且數(shù)量越多、距離越近干擾就越嚴(yán)重。同頻干擾會(huì)影響回波畫 面、降低目標(biāo)檢測和跟蹤性能等。對于船舶導(dǎo)航雷達(dá)而言，由于其磁控管的發(fā)射頻率的不穩(wěn) 定性以及使用環(huán)境的特殊性等，決定了常規(guī)的抗同頻干擾方法失效或抑制效果有限。因此， 需要尋找新型的信號處理技術(shù)來改善復(fù)雜條件下抗同頻干擾性能，并推動(dòng)該技術(shù)在此領(lǐng)域 的廣泛應(yīng)用。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，將發(fā)射信號同步干擾異步化處理后，常規(guī)的相鄰周期反異步基本原 理是，將當(dāng)前周期距離單元上的回波和上一周期同一距離單元上的回波作比較，若相鄰周 期回波基本相同則判為正?；夭ㄐ盘?，否則判為異步干擾信號。如果采用三脈沖相關(guān)反異 步，則關(guān)聯(lián)連續(xù)三個(gè)脈沖重復(fù)周期的回波作比較，進(jìn)行正?；夭ㄅc干擾的判別。這種簡單的 反異步處理雖能取得一定的干擾抑制效果，但是存在如下問題：首先，多周期比較準(zhǔn)則很難 建立，特別是船用導(dǎo)航雷達(dá)使用環(huán)境決定了目標(biāo)脈間具有很大的起伏特性，對于低信噪比 小目標(biāo)則更加難以處理；其次，當(dāng)同頻干擾數(shù)量很多時(shí)，參差量的選擇不能完全保證干擾在 相鄰多周期內(nèi)有足夠大的幅度差異，干擾會(huì)產(chǎn)生剩余；再次，如果目標(biāo)與干擾在處理周期內(nèi) 距離單元上重合，即目標(biāo)淹沒在干擾中時(shí)，因?yàn)楦蓴_單元輸出被禁止，則在剔除干擾的同時(shí) 也丟失了目標(biāo)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于FPGA (Field Programmable Gate Array)的船用雷達(dá)抗同頻干擾信號處理方法，實(shí)現(xiàn)了同型雷達(dá)發(fā)射信 號的動(dòng)態(tài)參差化，降低了干擾抑制處理對小目標(biāo)信號以及干擾單元內(nèi)目標(biāo)信號的漏警概 率，減少了惡劣環(huán)境下的同頻干擾剩余并提高了檢測信噪比。
[0006] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種基于FPGA的船用雷達(dá)抗同頻干擾信號 處理方法，包括步驟如下：
[0007] 步驟一、對經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換的視頻回波信號進(jìn)行三脈沖參差時(shí)序處理，同時(shí)疊加抗 干擾變量，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)同步干擾異步化。
[0008] 步驟二、然后基于同步干擾異步化后的相鄰三周期回波信號，進(jìn)行改進(jìn)型三脈沖 反異步處理。
[0009] 步驟三、再對改進(jìn)型三脈沖反異步處理后的回波信號進(jìn)行滑窗積累處理。
[0010] 作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，經(jīng)所述步驟一處理得到的雷達(dá)發(fā)射信號的表達(dá)式 為：
[0011]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于FPGA的船用雷達(dá)抗同頻干擾信號處理方法，其特征在于，包括步驟如下： 步驟一、對經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換的視頻回波信號進(jìn)行三脈沖參差時(shí)序處理，同時(shí)疊加抗干擾 變量，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)同步干擾異步化； 步驟二、然后基于同步干擾異步化后的相鄰三周期回波信號，進(jìn)行改進(jìn)型三脈沖反異 步處理； 步驟三、再對改進(jìn)型三脈沖反異步處理后的回波信號進(jìn)行滑窗積累處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FPGA的船用雷達(dá)抗同頻干擾信號處理方法，其特征 在于：經(jīng)所述步驟一處理得到的雷達(dá)發(fā)射信號的表達(dá)式為：
式中，x(t)為固定載頻單脈沖信號：
其中τ為發(fā)射 脈沖寬度，Κ為發(fā)射脈沖幅度，&為發(fā)射固定載頻。η為整數(shù)且η彡0，i = ceil (n/3)，ceil 為向上取整，j = fix (n/3)，fix為向下取整，TH1) (t)、?；⑵（t)、TH3) (t)代表三脈沖參差重復(fù) 周期，ε為關(guān)聯(lián)開機(jī)參數(shù)的隨機(jī)變量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FPGA的船用雷達(dá)抗同頻干擾信號處理方法，其特征 在于：經(jīng)所述步驟二的改進(jìn)型三脈沖反異步處理得到表達(dá)式為：
η彡2, rn(tm)為第η周期m距離單元的回波信號，對應(yīng)當(dāng)前的脈式中， 沖重復(fù)周期為 Tr(rem(n，3)+1)(tm)。= rnax(|rn(tm)-rn(tm-T r(rem(n，3)+1) (tm)) I，I rn (tm Tr(rem(n-i，3)+i) (tm))-rn(tm)|)，tmSrn距離單元對應(yīng)的采樣時(shí)刻。δ為設(shè)置的 幅度判別差異值，rem為求余運(yùn)算，r n'（tm)為改進(jìn)型三脈沖反異步處理后的回波信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FPGA的船用雷達(dá)抗同頻干擾信號處理方法，其特征 在于：經(jīng)所述步驟三的滑窗積累處理后，m單元η周期的滑窗積累輸出表達(dá)式為：
雷達(dá)每探測一次，m距離單元的新信號rn'（tm)進(jìn)入積累器，而最先的信號rn_ N'（tm)離 開積累器，實(shí)時(shí)處理從第N個(gè)周期開始，即η彡N。
【文檔編號】G01S7/36GK104049242SQ201410310034
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】閆馮軍, 汪永軍, 莫紅飛, 朱德智, 曲成華 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所