滑窗檢測(cè)在雷達(dá)終端點(diǎn)跡錄取中的應(yīng)用

摘 要：本文主要介紹滑窗檢測(cè)的原理及在雷達(dá)終端點(diǎn)跡錄取中的應(yīng)用，使復(fù)雜的目標(biāo)判別過(guò)程通過(guò)簡(jiǎn)單的邏輯電路來(lái)完成，有效地實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)快速、靈活的錄取跟蹤特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：滑窗檢測(cè) 雷達(dá)終端 門(mén)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(lèi)號(hào)： TN911.23 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

1、 引言

雷達(dá)信號(hào)的檢測(cè)是指根據(jù)雷達(dá)接收機(jī)收到的回波信息來(lái)檢測(cè)并判定有無(wú)目標(biāo)存在，并計(jì)算出目標(biāo)的坐標(biāo)位置。這項(xiàng)任務(wù)在現(xiàn)代雷達(dá)中一般是采取點(diǎn)跡錄取和航跡處理來(lái)完成的。點(diǎn)跡錄取主要分下面兩步來(lái)進(jìn)行：第一步是將信號(hào)進(jìn)行恒虛警及幅度量化處理，將幅度超過(guò)設(shè)置的門(mén)限值電平的信號(hào)輸出“1”的數(shù)字信號(hào)，將低于設(shè)置的門(mén)限電平的信號(hào)輸出“0”的數(shù)字信號(hào)。但最終判定目標(biāo)存在與否并不是根據(jù)雷達(dá)收到的一次回波信號(hào)立即就判定目標(biāo)存在與否，而是在雷達(dá)對(duì)目標(biāo)掃描時(shí)獲得多個(gè)回波信號(hào)，根據(jù)噪聲的非相關(guān)性和目標(biāo)回波的相關(guān)性，采用數(shù)字式積累計(jì)數(shù)最后判定的。第二步是按照一定的判別準(zhǔn)則，通常稱為第二門(mén)限，對(duì)雷達(dá)收到的一串連續(xù)回波進(jìn)行積累后再判別，脈沖積累數(shù)超過(guò)第二門(mén)限的信號(hào)才被判為真正的目標(biāo)，否則，判為非目標(biāo)。常用的方法是滑窗檢測(cè)方法。雷達(dá)終端的點(diǎn)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(cè)方法。所以本文將具體討論滑窗檢測(cè)理論方法及滑窗檢測(cè)在雷達(dá)終端點(diǎn)跡錄取中的應(yīng)用。

2. 滑窗檢測(cè)

滑窗檢測(cè)器是根據(jù)滑窗內(nèi)所積累的檢測(cè)后數(shù)字信號(hào)來(lái)最終判決目標(biāo)是否存在的，也可以說(shuō)是根據(jù)滑窗寬度內(nèi)“1”的密度來(lái)判定目標(biāo)是否存在的?；皺z測(cè)的判決準(zhǔn)則為k/m準(zhǔn)則，其中滑窗寬度m為波束掃過(guò)目標(biāo)期間所能接收到的回波總數(shù)，k則表示要判定目標(biāo)存在所需的滑窗內(nèi)最少的回波“1”個(gè)數(shù)，也稱為第二門(mén)限?；皩挾确秶鷥?nèi)始終保留這同一距離單元當(dāng)前m個(gè)重復(fù)周期的信息，雷達(dá)每收到一個(gè)目標(biāo)的回波，檢測(cè)單元的新信息（“1”或“0”）就進(jìn)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(biāo)發(fā)現(xiàn)的判決。這就是滑窗檢測(cè)的原理，下面我們簡(jiǎn)要介紹一下滑窗檢測(cè)器的組成和工作原理。

滑窗檢測(cè)器的原理方框圖如圖1所示。其工作過(guò)程為：

圖1 滑窗檢測(cè)器的原理

接收機(jī)的輸出加入量化器，經(jīng)量化后變成二進(jìn)制脈沖序列，二進(jìn)制序列與第一門(mén)限相比較，如果大于門(mén)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(duì)滑窗內(nèi)的回波信息進(jìn)行暫存，每收到一個(gè)回波后，對(duì)距離單元內(nèi)進(jìn)入滑窗的新信息Qi和退出滑窗的信息Q0同時(shí)送入“1”密度增減鑒別器，如果Qi=1，Q0=0，則控制“1”密度計(jì)數(shù)器加1；如果Qi=0，Q0=1，則控制“1”密度計(jì)數(shù)器減1；如果Qi=Q0=1，或者Qi=Q0=0，則“1”密度計(jì)數(shù)器狀態(tài)不變。當(dāng)“1”密度計(jì)數(shù)器的數(shù)值達(dá)到第二門(mén)限k，而且在此以前沒(méi)有做出過(guò)目標(biāo)發(fā)現(xiàn)的判決，或已做出了目標(biāo)結(jié)束的判決，即標(biāo)志觸發(fā)器TD狀態(tài)為“0”狀態(tài)，這是就可以作出目標(biāo)發(fā)現(xiàn)的判決，并將標(biāo)志觸發(fā)器TD置“1”，以免目標(biāo)分裂。目標(biāo)發(fā)現(xiàn)后，當(dāng)“1”密度計(jì)數(shù)器的數(shù)值降低到另一門(mén)限k時(shí)，就做出目標(biāo)終了的判決，通常取k

3. 滑窗檢測(cè)在某雷達(dá)中的應(yīng)用（遠(yuǎn)程回波）

3.1某雷達(dá)中目標(biāo)回波的處理過(guò)程簡(jiǎn)介

在某雷達(dá)中，將接收機(jī)經(jīng)A/D變換產(chǎn)生的原始回波送入終端分系統(tǒng)進(jìn)行判別和相關(guān)處理。形成點(diǎn)跡有效信號(hào)，以產(chǎn)生目標(biāo)回波，大概的處理流程如圖2：

圖2 目標(biāo)回波處理過(guò)程

接收機(jī)接收到的原始回波在信號(hào)處理分系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)A/D變換將原來(lái)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(mén)限值（第一門(mén)限）進(jìn)行比較，如果超過(guò)門(mén)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(jìn)行滑窗檢測(cè)，檢測(cè)到“1”的個(gè)數(shù)與第二門(mén)限比較并進(jìn)行判定，如果“1”的個(gè)數(shù)大于第二門(mén)限，則判處點(diǎn)跡有效，否則點(diǎn)跡無(wú)效。

3.2 雷達(dá)終端的滑窗檢測(cè)

圖3 滑窗檢測(cè)電路原理圖

雷達(dá)終端的滑窗檢測(cè)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(jìn)入滑窗的過(guò)門(mén)限信號(hào)，它與前面的15次收到的過(guò)門(mén)限信號(hào)AB[15..1]一起經(jīng)過(guò)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(zhǎng)度為16位。鎖存后的數(shù)據(jù)一方面是A[15..1]進(jìn)行3/5準(zhǔn)則的滑窗檢測(cè)，產(chǎn)生點(diǎn)跡有效信號(hào)AA16。另一方面是A[14..1]與點(diǎn)跡有效信號(hào)AA16一起送給AB[15..1]，其中AA16作為AB15，準(zhǔn)備進(jìn)行下一次滑窗檢測(cè)。

3/5準(zhǔn)則的滑窗檢測(cè)，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(gè)為1，則產(chǎn)生點(diǎn)跡有效信號(hào)。

經(jīng)過(guò)上面的滑窗檢測(cè)，使雷達(dá)遠(yuǎn)程回波完成了點(diǎn)跡判別。

4. 結(jié)論

本文介紹的滑窗檢測(cè)理論及其在某雷達(dá)中的應(yīng)用，使比較復(fù)雜，繁瑣的目標(biāo)判別過(guò)程通過(guò)很簡(jiǎn)單的邏輯電路來(lái)完成，有效的實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)要求的快速、靈活的特點(diǎn)。這一理論在雷達(dá)終端中也得到了很好的驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 作者簡(jiǎn)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(guó)電子科技集團(tuán)電子第三十八研究所，工程師，從事雷達(dá)終端、監(jiān)控系統(tǒng)工作。