滑窗檢測在雷達終端點跡錄取中的應(yīng)用

摘 要：本文主要介紹滑窗檢測的原理及在雷達終端點跡錄取中的應(yīng)用，使復(fù)雜的目標判別過程通過簡單的邏輯電路來完成，有效地實現(xiàn)了雷達快速、靈活的錄取跟蹤特點。

關(guān)鍵詞：滑窗檢測 雷達終端 門限。

Sliding window detection application in radar target termination point mark

Wang Minghui

（No.38 Research Institute of CETC， Hefei，230088，China）

Abstract：This paper mainly introduces the principle of sliding window detection and its application in radar target termination point mark，make complex target discrimination is accomplished through simple logic circuit，effectively achieve the fast and flexible admission tracking radar.

Key words：sliding-window detection； radar terminal；threshold.

中圖分類號： TN911.23 文獻標志碼 A

1、 引言

雷達信號的檢測是指根據(jù)雷達接收機收到的回波信息來檢測并判定有無目標存在，并計算出目標的坐標位置。這項任務(wù)在現(xiàn)代雷達中一般是采取點跡錄取和航跡處理來完成的。點跡錄取主要分下面兩步來進行：第一步是將信號進行恒虛警及幅度量化處理，將幅度超過設(shè)置的門限值電平的信號輸出“1”的數(shù)字信號，將低于設(shè)置的門限電平的信號輸出“0”的數(shù)字信號。但最終判定目標存在與否并不是根據(jù)雷達收到的一次回波信號立即就判定目標存在與否，而是在雷達對目標掃描時獲得多個回波信號，根據(jù)噪聲的非相關(guān)性和目標回波的相關(guān)性，采用數(shù)字式積累計數(shù)最后判定的。第二步是按照一定的判別準則，通常稱為第二門限，對雷達收到的一串連續(xù)回波進行積累后再判別，脈沖積累數(shù)超過第二門限的信號才被判為真正的目標，否則，判為非目標。常用的方法是滑窗檢測方法。雷達終端的點跡錄取采用的就是上述原理，并且在第二步的處理中采用滑窗檢測方法。所以本文將具體討論滑窗檢測理論方法及滑窗檢測在雷達終端點跡錄取中的應(yīng)用。

2. 滑窗檢測

滑窗檢測器是根據(jù)滑窗內(nèi)所積累的檢測后數(shù)字信號來最終判決目標是否存在的，也可以說是根據(jù)滑窗寬度內(nèi)“1”的密度來判定目標是否存在的?；皺z測的判決準則為k/m準則，其中滑窗寬度m為波束掃過目標期間所能接收到的回波總數(shù)，k則表示要判定目標存在所需的滑窗內(nèi)最少的回波“1”個數(shù)，也稱為第二門限?；皩挾确秶鷥?nèi)始終保留這同一距離單元當前m個重復(fù)周期的信息，雷達每收到一個目標的回波，檢測單元的新信息（“1”或“0”）就進入滑窗，而滑窗內(nèi)最早的信息（“1”或“0”）則退出滑窗。如果滑窗內(nèi)“1”信息的數(shù)目等于或大于k，則作出目標發(fā)現(xiàn)的判決。這就是滑窗檢測的原理，下面我們簡要介紹一下滑窗檢測器的組成和工作原理。

滑窗檢測器的原理方框圖如圖1所示。其工作過程為：

圖1 滑窗檢測器的原理

接收機的輸出加入量化器，經(jīng)量化后變成二進制脈沖序列，二進制序列與第一門限相比較，如果大于門限，則輸出回波“1”；否則輸出回波“0”?；夭ǎā?”或“0”）送入移位寄存器，移位寄存器的位數(shù)同滑窗寬度相一致。它們對滑窗內(nèi)的回波信息進行暫存，每收到一個回波后，對距離單元內(nèi)進入滑窗的新信息Qi和退出滑窗的信息Q0同時送入“1”密度增減鑒別器，如果Qi=1，Q0=0，則控制“1”密度計數(shù)器加1；如果Qi=0，Q0=1，則控制“1”密度計數(shù)器減1；如果Qi=Q0=1，或者Qi=Q0=0，則“1”密度計數(shù)器狀態(tài)不變。當“1”密度計數(shù)器的數(shù)值達到第二門限k，而且在此以前沒有做出過目標發(fā)現(xiàn)的判決，或已做出了目標結(jié)束的判決，即標志觸發(fā)器TD狀態(tài)為“0”狀態(tài)，這是就可以作出目標發(fā)現(xiàn)的判決，并將標志觸發(fā)器TD置“1”，以免目標分裂。目標發(fā)現(xiàn)后，當“1”密度計數(shù)器的數(shù)值降低到另一門限k時，就做出目標終了的判決，通常取k

3. 滑窗檢測在某雷達中的應(yīng)用（遠程回波）

3.1某雷達中目標回波的處理過程簡介

在某雷達中，將接收機經(jīng)A/D變換產(chǎn)生的原始回波送入終端分系統(tǒng)進行判別和相關(guān)處理。形成點跡有效信號，以產(chǎn)生目標回波，大概的處理流程如圖2：

圖2 目標回波處理過程

接收機接收到的原始回波在信號處理分系統(tǒng)中，經(jīng)過A/D變換將原來的模擬回波轉(zhuǎn)換為數(shù)字回波。數(shù)字回波送入終端分系統(tǒng)，首先與固定的門限值（第一門限）進行比較，如果超過門限值，則比較器輸出“1”，否則輸出“0”。此“1”和“0”的判別值送入滑窗，進行滑窗檢測，檢測到“1”的個數(shù)與第二門限比較并進行判定，如果“1”的個數(shù)大于第二門限，則判處點跡有效，否則點跡無效。

3.2 雷達終端的滑窗檢測

圖3 滑窗檢測電路原理圖

雷達終端的滑窗檢測電路原理圖如圖3所示。在上圖中，我們用鎖存器代替了移位寄存器。圖中的NF0為最新進入滑窗的過門限信號，它與前面的15次收到的過門限信號AB[15..1]一起經(jīng)過鎖存器產(chǎn)生了最新的滑窗數(shù)據(jù)，我們可以看出在這里我們用的滑窗長度為16位。鎖存后的數(shù)據(jù)一方面是A[15..1]進行3/5準則的滑窗檢測，產(chǎn)生點跡有效信號AA16。另一方面是A[14..1]與點跡有效信號AA16一起送給AB[15..1]，其中AA16作為AB15，準備進行下一次滑窗檢測。

3/5準則的滑窗檢測，也就是在A[15..1]中的A[5..1]、A[10..6]、A[15..10]中任意一組中有三個為1，則產(chǎn)生點跡有效信號。

經(jīng)過上面的滑窗檢測，使雷達遠程回波完成了點跡判別。

4. 結(jié)論

本文介紹的滑窗檢測理論及其在某雷達中的應(yīng)用，使比較復(fù)雜，繁瑣的目標判別過程通過很簡單的邏輯電路來完成，有效的實現(xiàn)了雷達要求的快速、靈活的特點。這一理論在雷達終端中也得到了很好的驗證。

參考文獻：

[1] 吳仁彪、陳彬、孫淑光、韓雁飛，基于滑窗檢測的機載設(shè)備故障診斷仿真系統(tǒng)，中國民航大學(xué)學(xué)報， 2012年2月，第30卷第1期。

[2] 楊志義、王寧、吳曉，新型CAN總線適配器的研究與設(shè)計，計算機測量與控制，2009年第3期，第17卷，第545--548頁。

[3] .左呂楊、郗瑩、韓丁丁、韓剛，某雷達終端系統(tǒng)維修軟件的設(shè)計與應(yīng)用，火控雷達技術(shù)，2002年12月，第31卷。

[4] 作者簡介：王明輝，女，出生于1979年6月，2002年畢業(yè)于哈爾濱工程大學(xué)電子通信專業(yè)，于2002年工作在中國電子科技集團電子第三十八研究所，工程師，從事雷達終端、監(jiān)控系統(tǒng)工作。