基于fpga的鉴相cfar雷达信号检测方法
【技术领域】
[0001]本发明提出一种主动雷达抗无源干扰、压制干扰的新方法，本发明使用线性调频信号，只与回波的相位做匹配得到门限，继而在干扰环境中检测出信号。
【背景技术】
[0002]在铝箔无源干扰或者SOJ噪声压制干扰时，目标会被掩埋在噪声中，通过硬限幅或者高CFAR能够达到一定的抑制效果，但是由于回波幅度较大，过门限点还是会影响画面效果和检测跟踪性能。常规的硬限幅处理极大地损失了回波的幅度信息，对三坐标雷达是致命的缺点，迫切需要一种新的方法应对三坐标雷达在电子对抗中的处境。
【发明内容】
[0003]由于本发明类似于编码信号中较常使用的相位编码反杂波系统CPACS，本发明称为“线性调频反杂波系统LFMACS”，或者“鉴相CFAR”。
[0004]鉴相CFAR使用时规避了回波的幅度信息，通过获取回波相位，对回波相位做匹配，得到回波位置的门限，从而对回波进行过门限检测；不会因为幅度太大或者幅度忽大忽小，影响对检测门限的判断，在一帧脉冲时间内门限仅与回波的相位有关。前半部分与硬限幅处理近似，但是硬限幅极大地损失了回波的幅度信息，对三坐标雷达是致命的缺点，而鉴相CFAR能够弥补这一缺点，将过门限的回波幅度信息保留，从而保证了三坐标雷达的同时多波束测角能力。
[0005]一般噪声的相位分布是均匀分布，复卷积后的分布IQ都为高斯分布，门限定义为[pi，piX3/2]之间，可选。通过分析雷达接收机信号，噪声相位幅度分布是瑞利分布，噪声相位是在[_pi，pi]的均匀分布，噪声相位卷积后实部幅度分布为高斯分布，噪声相位卷积后幅度分布是瑞利分布。可以计算出恒定的鉴相CFAR的虚警率门限，从而保证鉴相CFAR有恒定的检测能力，即鉴相CFAR的理论依据。
[0006]使用matlab处理受到同频干扰的回波数据，鉴相CFAR能够有效的抑制同频干扰信号，并且能保留回波的幅度信息，能避免“硬限幅”等方法使用后不利于测角的状况，对比效果如图1。鉴相CFAR目的在于对抗强无源干扰或者噪声压制干扰，效果明显如图2?3。
【附图说明】
[0007]附图1鉴相CFAR对雷达回波的干扰处理效果对比。
[0008]附图2干扰对抗原始画面。
[0009]附图3干扰对抗中采取鉴相CFAR后效果。
[0010]附图4是本发明的FPGA中的【具体实施方式】。
【具体实施方式】
[0011]本方法适用于FPGA作为主处理器的信号处理系统中，通过模块化设计将功能分害J，提高算法的在不同雷达的适应能力。
[0012]技术方案设计方法:首先，主动雷达使用线性调频信号，实时分析统计干扰环境的相位分布特性，只与回波的相位做匹配得到门限；进而利用干扰信号相位和目标信号相位的区别程度，建立恒定虚警率的门限，从而提高雷达在干扰环境中检测概率，继而在干扰环境中检测出信号。在FPGA中的实现方式和流程见图4。
[0013]将雷达接收到的基带I/Q信号分为两个通道处理，一个是常规通道，一个是相位鉴别通道。在常规通道中所进行的处理方式与雷达基本信号处理相同，在相位鉴别通道，通过FPGA中的CORDIC模块，第一步，对回波数据进行相位计算，第二步，将相位数据与本地相位进行复卷积操作，并做求模处理，第三步，对求模后的数据进行恒定虚警处理，虚警门限的设定是与没有干扰的环境下、一定虚警率条件下的情况保持一致，进而得到过门限数据，第四步，将常规通道中过门限的数据输出。
【主权项】
1.一种基于FPGA的鉴相CFAR雷达信号检测方法，其特征在于:首先，主动雷达使用线性调频信号，实时分析统计干扰环境的相位分布特性，只与回波的相位做匹配得到门限；进而利用干扰信号相位和目标信号相位的区别程度，建立恒定虚警率的门限，从而提高雷达在干扰环境中检测概率，继而在干扰环境中检测出信号。
【专利摘要】本发明提出一种基于FPGA的鉴相CFAR雷达信号检测方法，是主动雷达抗无源干扰、压制干扰的新方法。本发明使用线性调频信号，只与回波的相位做匹配得到门限，继而在干扰环境中检测出信号。其中包括：在实时分析统计干扰环境的相位分布特性，进而利用干扰信号相位和目标信号相位的区别程度，建立恒定虚警率的门限，从而提高雷达在干扰环境中检测概率。
【IPC分类】G01S7/36
【公开号】CN104898097
【申请号】CN201510358493
【发明人】潘瑞云, 刘军华, 杨光, 胡万坤
【申请人】中国船舶重工集团公司第七二四研究所
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月25日