一種雷達回波數據處理及顯示方法

中國電子科技集團公司第二十二研究所 趙新雪 張永利

本文闡述了一種雷達回波數據的處理及顯示的方法。將雷達回波數據進行處理，計算得到各數據點對應的位置信息、回波強度、后向散射系數等，將回波強度進行歸一化處理，換算成為灰度值，通過在坐標系中打出灰度不同的點可以直觀地反映相應位置的回波強度，通過控件可設置顯示方式為P顯（扇形坐標系）或B顯（直角坐標系），鼠標在坐標系中的亮點上停留時，顯示該點對應的位置信息。本文給出了該方法在VC++6.0下的實現方式。實驗結果證明，該數據處理和顯示方法具有可操作性和實用性．

雷達偵察相比于可見光偵察具有偵察距離遠，受天氣影響小的特點，因而在軍事領域起到了巨大的作用。本文闡述了一種雷達回波數據的處理及顯示方法，能夠在坐標系中直觀地反映相應位置的回波強度，同時可通過控件設置顯示方式為P顯（扇形坐標系）或B顯（直角坐標系），鼠標在坐標系中的亮點上停留時，顯示該點對應的位置信息。本文給出了該方法在VC++6.0下的實現方式。實驗結果證明，該數據處理和顯示方法具有可操作性和實用性。

1 定義數據存儲區

為提高數據的讀寫效率，本顯示控件采用結構體數組存儲雷達回傳的回波數據，首先定義結構體：

用來存儲每一個數據點的信息。

根據雷達的最大掃描范圍定義結構體數組，存放所有數據點的信息：

RadarDataInfo m_RadarDataInfo[1201000];// -60～60°，0.1°/幀，每幀回傳1000個數據點。

2 數據加載

2.1 回波強度計算

回波強度即為回波功率，計算方法如下：

其中，fLogPower為某個距離單元的回波強度，單位：dB，nVoltage為該距離單元回波的數據。

2.2 回波灰度計算

為了進行灰度圖像顯示，需要將回波強度轉換為灰度值。灰度圖像中像素的亮度稱為灰度值，灰度值為0～255之間的整數。灰度值的計算采用如下方法：

將接收到的回波強度相對于最大強度fLogPowermax進行歸一化處理，得到[0,1]區間的小數，然后映射到0～255的灰度級別上。灰度值的計算公式為：

式中，nGray為當前點的灰度值，fLogPower為當前點的回波強度，fLogPowermax為回波強度的最大值，該值由信號處理機A/D轉換器的最大量程決定。

2.3 RCS計算

由雷達方程可得RCS與回波功率之間關系如下：

其中，B=A×ΔR×Δθ為定標系數，ΔR為距離分辨率，Δθ為方位分辨率，R即為距離fDistance。上式中各項均為線性值，轉化為對數值，可得：

2.4 實時數據繪圖位置

首先獲取顯示控件的區域大小，確定坐標原點的位置，記為x0,y0，根據與雷達下位機的通信協議，計算各回波數據對應的位置角度、距離、進而換算成P顯坐標系中對應的點的x、y坐標：

3 顯示控制

定義顯示模式切換接口，設置標志位m_bPDisplay,標志位為1時顯示P顯，為0時顯示B顯，在繪制圖形前先判斷標志位，從而確定繪制的坐標系。

4 圖形繪制

首先繪制坐標軸，在P顯模式下使用pDC-＞AngleArc(nC enterX,nCenterY,fRadius,0,180)函數繪制半圓弧形坐標軸，使用pDC-＞MoveTo(nX0,nY0)確定起點，pDC-＞LineTo(nX,nY)繪制(nX0,nY0)至(nX,nY)的直線坐標軸，使用pDC-＞TextOut(nX,nY,str)繪制刻度。

坐標軸繪制完成后，開始繪制雷達信號，利用循環遍歷m_RadarDataInfo[1201000]中的所有回波信號：

根據計算的回波信號灰度值定義繪制不同兩都的點

使用pDC-＞SetPixel(nX,nY,crColor)，繪制信號點，由于回波信號的原始位置信息為相位+距離，需使用三角函數換算至直角坐標系，計算過程中存在一定的誤差，因此m_RadarDataInfo結構體數組中可能存在坐標相同的繪制點，因此繪圖前可先進行判定，若該點已繪制過，則跳入下一循環繪制其他點，可大大提高繪圖效率。

圖1 P顯模式下的雷達回波信號

圖2 B顯模式下的雷達回波信號

為動態顯示當前掃描的位置，可在坐標軸上方根據當前方位角繪制提示圓點。

5 鼠標懸停位置信息顯示

添加OnMouseHover（）函數響應，獲取鼠標位置，計算出該點在坐標系中相對位置，得到所指回波信號的角度和距離參數，顯示在控件左上方。

6 結論

在VC++6.0開發環境下實現了一種雷達回波數據處理及顯示方法，可對雷達的回波數據處理后，在不同的坐標系中進行實時顯示，在P顯中繪制的雷達回波如圖1所示。

在B顯中繪制的雷達回波如圖2所示。