一种基于数据流的脉冲雷达信号处理系统及其处理方法_2

文档序号:9199525阅读:来源:国知局
数据流压缩信息Xml (η)发送给检测处理器,将第二数据流压缩信 息Xm2 (η)发送给测高处理器;
[0023] 步骤5,检测处理器对第一数据流压缩信息Xml (η)进行杂波抑制和信号检测,获 得目标的方位和距离信息;
[0024] 步骤6,检测处理器将目标的方位和距离信息发送至测高处理器,测高处理器根据 目标的方位和距离信息提取第一数据流压缩信息Xm2 (η)中对应的脉冲压缩数据,并根据 提取的脉冲压缩数据完成测高处理,得到目标的高度信息;检测处理器和测高处理器分别 将目标的方位和距离信息、目标的高度信息发送至通讯控制器,通讯控制器再将目标的方 位和距离信息、目标的高度信息对齐处理后,分别发送至终端显示器及主监控器,主监控器 再将自身获得目标的方位和距离信息、目标的高度信息进行反馈后发送至通讯控制器;最 后,通讯控制器根据获得的目标的方位和距离信息、目标的高度信息计算出目标的轨迹,并 在终端显示器显示所述目标的轨迹。
[0025] 本发明的具有实质性特点和显著的有益效果。(1)本发明基于数据流处理的,没有 统一时序,各级处理器件功能的实现是以帧为单位进行操作的,器件内只需产生各器件间 时序,这种做法简化了脉冲雷达信号处理的时序控制,并且在功能不被削弱的情况下相较 于时序控制法更为简便,在后续协议的修改中也更加灵活。(2)本发明在信号处理过程中, 不依赖工作模式,只需根据数据流控制命令字(报文)判断该进行哪种操作。因此,本发明 在系统时序复杂时更具有优势,尤其在工程实现中,硬件设计也更为简单易行。
【附图说明】
[0026] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0027] 图1为本发明的基于数据流的脉冲雷达信号处理系统的示意图。
[0028] 图2为某基于数据流控制的脉冲米波雷达系统对民航的跟踪终端显示图。
[0029] 图3为某基于数据流控制的脉冲米波雷达系统对军用直升机的跟踪终端显示图;
[0030] 图4为某基于数据流控制的脉冲米波雷达系统实验过程中各处理板间对齐示意 图。
【具体实施方式】
[0031] 一、参照图1,说明本发明的基于数据流脉冲雷达信号处理系统,该处理系统包 括:
[0032] 模/数转换器,所述模/数转换器将脉冲雷达接收到的回波信号转换器转化为数 字信号;
[0033] 光电转换器,所述光电转换器数字信号x(n)分为两路,第一路数字信号依次数字 下变频、自适应旁瓣相消和数字波束合成后,形成第一数据流控制信息Xdl (η);第二路数 字信号依次数字下变频、自适应旁瓣相消后,形成第二数据流控制信息Xd2 (η);第一数据 流控制信息Xdl (η)和第二数据流控制信息Xd2 (η)分别是由对应的帧头、控制报文、数据信 息和帧尾组成,其中,第一数据流控制信息Xdl (η)和第二数据流控制信息Xd2 (η)分别包含 有相应的工作模式信息和波位信息;然后将第一数据流控制信息Xdl (η)和第二数据流控 制信息Xd2 (η)分别打包发送至控制转换器;
[0034] 控制转换器,所述控制转换器分别添加相应的控制命令至第一数据流控制信 息Xdl (η)和第二数据流控制信息Xd2 (η)的相应帧头中,分别得到第一数据流命令信息 Xcl (η)和第二数据流命令信息Xc2 (η),控制转换器再将第一数据流命令信息Xcl (η)和第 二数据流命令信息Xc2 (η)分别反馈给光电转换器;
[0035] 脉冲压缩器,所述脉冲压缩器分别提取第一数据流命令信息Xcl (η)中的工作模 式和波位码,以及第二数据流命令信息Xc2 (η)中的工作模式和波位码,共同完成脉冲雷 达的多通道幅相校正,提高脉冲雷达的距离分辨率和信噪比,然后对第一数据流命令信息 Xcl (η)和第二数据流命令信息Xc2 (η)分别进行脉冲压缩处理后,以帧格式的方式进行输 出,输出分别为第一数据流压缩信息Xml (η)和第二数据流压缩信息Xm2 (η);其中,第一数 据流压缩信息Xml (η)和第二数据流压缩信息Xm2 (η)帧格式的结构一样,依次为固定帧头、 帧对应报文、脉冲压缩回波数据、固定帧尾;
[0036] 检测处理器,所述检测处理器接收第一数据流压缩信息Xml (η),并对第一数据流 压缩信息Xml (η)进行杂波抑制和信号检测,获得目标的方位和距离信息,并将目标的方位 和距离信息发送给通讯控制器;
[0037] 测高处理器,所述测高处理器接收第二数据流压缩信息Xm2 (η),并根据目标的方 位和距离信息提取Xm2 (η)中对应的脉冲压缩数据,根据提取的脉冲压缩数据完成测高处 理,得到目标的高度信息,并目标的高度信息发送给通讯控制器;
[0038] 通讯控制器,所述通讯控制器将目标的方位和距离信息、目标的高度信息对齐处 理后,分别发送至终端显示器及主监控器;
[0039] 主监控器,所述主监控器将自身获得目标的方位和距离信息、目标的高度信息进 行反馈后发送至通讯控制器,通讯控制器根据获得的目标的方位和距离信息、目标的高度 信息计算出目标的轨迹;
[0040] 终端显示器,所述终端显示器显示所述目标的轨迹。
[0041] 二、本发明的一种基于数据流脉冲雷达信号处理方法,包括以下步骤:
[0042] 步骤1,将脉冲雷达接收到的回波信号通过模/数(A/D)转换器转化为数字信号。
[0043] 具体实现为:将脉冲雷达接收的回波信号采用等时间间隔的窄脉冲串进行采样, 采样过程需要遵守奈奎斯特采样定律,即采样频率4必须大于信号频谱中最大频率f Μ的两 倍,这样才能使采样后的频谱不发生混叠现象;然后将采样后得到的离散信号经过幅度量 化后再进行编码,本实例中使用二进制编码方法,得到数字信号。
[0044] 设经过二进制编码后得到的数字信号为X (η),这时X (η)可表示为
[0045]
[0046] 式中:[xK:j2,···,以]:;是一个 r 位的二进制数,χ;(η) =〇 或 l(i = 0, 1,-",!-I); Λ A为模/数(A/D)转换器的幅度量化单位值,即量化间隔,η表示第η次采样。这样就将 脉冲雷达天线接收到的模拟信号转化为数字信号,以便于后续的数字信号处理。
[0047] 步骤2,使用光电转换器将步骤1得到的数字信号χ(η)分为两路,第一路数字信 号依次数字下变频、自适应旁瓣相消和数字波束合成后,形成第一数据流控制信息Xdl (η); 第二路数字信号依次数字下变频、自适应旁瓣相消后,形成第二数据流控制信息Xd2 (η); 第一数据流控制信息Xdl (η)和第二数据流控制信息Xd2 (η)分别是由对应的帧头、控制 报文、数据信息和帧尾组成;其中,第一数据流控制信息Xdl (η)和第二数据流控制信息 Xd2 (η)分别包含有相应的工作模式信息和波位信息;然后将第一数据流控制信息Xdl (η) 和第二数据流控制信息Xd2 (η)分别打包发送至控制转换器,控制转换器分别添加相应的 控制命令至第一数据流控制信息Xdl (η)和第二数据流控制信息Xd2 (η)的相应帧头中,分 别得到第一数据流命令信息Xcl (η)和第二数据流命令信息Xc2 (η),控制转换器再将第一 数据流命令信息Xcl (η)和第二数据流命令信息Xc2 (η)分别反馈给光电转换器,实现对光 电转换器的反馈控制。
[0048] 步骤2的具体子步骤为:
[0049] 2. 1将经过模/数(A/D)转换之后的数字信号χ(η)与 和
分别相乘,便可完成数字混频,得到数字混频后的信号,再将数字混频后的信 号经过低通滤波器,滤除高频分量,得到数字信号的下变频信号,也就是
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