連續(xù)波雷達(dá)強(qiáng)脈沖干擾剔除的算法

宋文佳

摘要：本文分析了強(qiáng)干擾對(duì)連續(xù)波雷達(dá)的影響，提出了強(qiáng)干擾剔除的算法，從而消除了強(qiáng)干擾對(duì)連續(xù)波雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)的影響，改善了雷達(dá)的檢測(cè)性能。并通過(guò)仿真驗(yàn)證了強(qiáng)干擾剔除算法的性能，在FPGA中實(shí)現(xiàn)了該算法。

【關(guān)鍵詞】連續(xù)波雷達(dá) 消除強(qiáng)干擾 FPGA算法

1 引言

線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)具有高距離分辨率、低發(fā)射功率、高接收靈敏度、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，不存在距離盲區(qū)，具有比脈沖雷達(dá)更好的反隱身、抗背景雜波和抗干擾能力和特別適用于近距離應(yīng)用的特點(diǎn)。但是強(qiáng)脈沖干擾會(huì)污染回波信號(hào)的頻譜，將目標(biāo)信息掩埋在強(qiáng)脈沖干擾的頻譜中，不利于目標(biāo)的檢測(cè)。

強(qiáng)脈沖對(duì)回波信號(hào)的頻譜產(chǎn)生較大影響，目標(biāo)的頻譜掩埋在脈沖頻譜中，致使出現(xiàn)假目標(biāo)或是將真目標(biāo)掩蓋，不利于真目標(biāo)的檢測(cè)。弱脈沖干擾情況下，脈沖的頻譜對(duì)回波信號(hào)的頻譜影響較小，其幅度信息比較小，對(duì)后而的目標(biāo)檢測(cè)不會(huì)產(chǎn)生影響。

2 強(qiáng)干擾剔除算法

2.1 分塊剔除和平均算法

強(qiáng)干擾剔除采用剔除和平均算法，當(dāng)有較強(qiáng)的1個(gè)或是多個(gè)強(qiáng)脈沖干擾進(jìn)入時(shí)，只會(huì)引起排序結(jié)果的變化，對(duì)門限的影響較小，該算法既能保證在無(wú)強(qiáng)干擾情況下不剔除目標(biāo)信息，又能確保在強(qiáng)干擾情況下獲取較為接近目標(biāo)信息的門限，較好的剔除強(qiáng)干擾。

強(qiáng)干擾檢測(cè)方法采用峰值檢測(cè)，若檢測(cè)值大于門限，則置零處理；否則，保持原值。

2.2 滑窗剔除算法

該算法與剔除和平均算法的不同點(diǎn)在于檢測(cè)門限的計(jì)算。剔除和平均算法門限的計(jì)算與整個(gè)調(diào)頻周期內(nèi)的回波數(shù)據(jù)有關(guān)，而滑窗剔除算法的門限計(jì)算僅與窗內(nèi)的回波數(shù)據(jù)有關(guān)。

滑窗算法的門限計(jì)算流程如下：

（1）將一個(gè)周期內(nèi)的回波采樣數(shù)據(jù)取模。

（2）將上一周期回波數(shù)據(jù)的取模后均值乘以系數(shù)A，作為固定門限。

（3）將一個(gè)調(diào)頻周期的1024個(gè)回波數(shù)據(jù)固定門限比較。若小于門限將數(shù)據(jù)置為該值，若大于門限則保留原值。將其作為滑窗的門限計(jì)算數(shù)據(jù)。

（4）滑窗方法計(jì)算：設(shè)置窗大小為N，取待檢測(cè)單元前N個(gè)單元取模做平均，將該均值乘以系數(shù)3作為檢測(cè)的門限。

（5）在下一檢測(cè)單元門限計(jì)算時(shí)，將該單元設(shè)置為上一周期數(shù)據(jù)取模后的均值，進(jìn)行門限的計(jì)算。

該門限計(jì)算時(shí)的難點(diǎn)在于：一是固定門限計(jì)算中A的選擇；二是滑窗檢測(cè)中乘積因子的計(jì)算。在峰值檢測(cè)中，若檢測(cè)單元大于門限，將該檢測(cè)單元置零，否則保留原值。

3 算法MATLAB仿真分析

圖1、圖2為強(qiáng)脈沖干擾情況下，目標(biāo)時(shí)域回波信號(hào)經(jīng)過(guò)剔除和平均算法前后的頻譜圖，可以看出，經(jīng)過(guò)剔除和平均算法后，強(qiáng)脈沖干擾被剔除。

4 FPGA實(shí)現(xiàn)

根據(jù)強(qiáng)干擾剔除的算法，在FPGA平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)，選用Stratix II系列的EP2S60F672C5芯片，資源利用情況如圖3所示。

FPGA仿真結(jié)果顯示，在無(wú)脈沖干擾的情況下，經(jīng)過(guò)強(qiáng)干擾剔除后，有用的目標(biāo)信息得以保留，該算法適用于無(wú)強(qiáng)脈沖干擾情況。在強(qiáng)脈沖干擾的情況下，脈沖干擾被剔除，有利于目標(biāo)的檢測(cè)。設(shè)計(jì)結(jié)果與MATLAB仿真完全一致，達(dá)到了預(yù)期的要求。

5 結(jié)論

強(qiáng)脈沖對(duì)連續(xù)波雷達(dá)的干擾，會(huì)污染雷達(dá)的頻譜，不利于雷達(dá)的信號(hào)檢測(cè)。本文提供了強(qiáng)干擾剔除的算法，并驗(yàn)證了算法的有效性。

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