[發(fā)明專利]一種基于DSP的高速恒定虛警率檢測(cè)器及其檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010169258.6
• 申請(qǐng)日: 2010-05-05
• 公開（公告）號(hào): CN101833084A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王俊;姚旺;張玉璽;蔣海;張磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/292
• 分類號(hào): G01S7/292
• 代理公司: 北京慧泉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

(一)技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種基于DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)的高速恒定虛警率(即CFAR)檢測(cè)器及其檢測(cè)方法，屬于雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

(二)背景技術(shù)：

雷達(dá)是軍事和民用領(lǐng)域中探測(cè)目標(biāo)的主要工具。雷達(dá)的主要任務(wù)就是在存在噪聲、雜波與干擾的背景中檢測(cè)并測(cè)量來自空中、地面或水面上的有用目標(biāo)，為各種作戰(zhàn)系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的目標(biāo)信息。從本質(zhì)上來講，雷達(dá)信號(hào)的檢測(cè)問題就是對(duì)某一坐標(biāo)位置上的目標(biāo)信號(hào)“有”或“無”的判斷問題。在雷達(dá)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中，通常是將自動(dòng)檢測(cè)和恒定虛警率(CFAR，constant?false?alarm?rate)技術(shù)結(jié)合使用以保持在變化的雜波環(huán)境中獲得可預(yù)測(cè)的檢測(cè)性能和恒定的虛警率，使雷達(dá)在多變的背景信號(hào)中能夠維持虛警率的恒定。恒虛警檢測(cè)的好處是在檢測(cè)樣本之前不需要知道任何有關(guān)于背景噪聲的先驗(yàn)信息。這種虛警概率的穩(wěn)定性對(duì)于大多數(shù)的雷達(dá)，如搜索警戒雷達(dá)、跟蹤雷達(dá)、火控雷達(dá)等都是至關(guān)重要的，因此，CFAR檢測(cè)逐漸已經(jīng)成為現(xiàn)代雷達(dá)的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。

上個(gè)世紀(jì)80年代以來，隨著信息技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的迅速進(jìn)展，超高速集成電路(VHSIC)和超大規(guī)模集成電路(VLSI)技術(shù)得到了大幅度提高。低速、低可靠性的單片機(jī)以及小規(guī)模的集成電路已經(jīng)越來越不能滿足需要，正逐漸被DSP與可編程邏輯器件(如FPGA、CPLD)所取代。目前的CFAR檢測(cè)器有多種實(shí)現(xiàn)方法，主要實(shí)現(xiàn)方法包括PC軟件實(shí)現(xiàn)、DSP實(shí)現(xiàn)與FPGA實(shí)現(xiàn)。

墨西哥國家天體物理實(shí)驗(yàn)室于2008年提出了一種在FPGA中快速實(shí)現(xiàn)CFAR的硬件結(jié)構(gòu)，具有很高的檢測(cè)速度；同年，阿爾及利亞研究與發(fā)展中心與國立理工學(xué)院合作研制了一款基于TMS320C6711的CFAR檢測(cè)器，其可應(yīng)用于經(jīng)典的脈沖壓縮雷達(dá)中并完成信號(hào)的實(shí)時(shí)處理；印度電子器件與雷達(dá)發(fā)展研究所2009年研制的基于ADSP?21160的并行雷達(dá)處理機(jī)中成功實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)速度較高的CFAR檢測(cè)器。在雷達(dá)仿真應(yīng)用中，CFAR檢測(cè)器較多的利用PC軟件實(shí)現(xiàn)。

在上述的實(shí)現(xiàn)CFAR的方法中，利用PC軟件實(shí)現(xiàn)CFAR檢測(cè)開發(fā)簡單，但是速度通常不能達(dá)到實(shí)時(shí)處理的要求，而且不適于應(yīng)用于大規(guī)模的雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)中；利用FPGA實(shí)現(xiàn)CFAR處理具有很高的處理速度，但是具有開發(fā)難度大，周期長與靈活性差等缺點(diǎn)；利用普通的DSP實(shí)現(xiàn)CFAR處理也難以保證實(shí)時(shí)處理，只有采用高性能的內(nèi)部并行度高的DSP才能兼顧C(jī)FAR處理的實(shí)時(shí)性與靈活性。

目前，我國的CFAR檢測(cè)技術(shù)的研究大多停留于理論階段，將CFAR檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際工作中去是十分重要的，因此我們?cè)O(shè)計(jì)了一種基于高速DSP(AD公司出品的ADSP-TS201?TigerSHARC)的CFAR檢測(cè)器，該CFAR檢測(cè)器利用CA(cell?average)-CFAR檢測(cè)方法，以500MHz為工作時(shí)鐘，具有超高的檢測(cè)速度，可以滿足現(xiàn)階段幾乎所有雷達(dá)的數(shù)據(jù)檢測(cè)的實(shí)時(shí)處理。

(三)發(fā)明內(nèi)容：

1、目的：本發(fā)明的目的在于提供一種基于DSP的高速恒定虛警率檢測(cè)器及其檢測(cè)方法，它通過TS201的匯編語言實(shí)現(xiàn)該檢測(cè)器的功能，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足。

2、技術(shù)方案：

(1)見圖1所示，本發(fā)明一種基于DSP(即數(shù)字信號(hào)處理器)的高速恒定虛警率檢測(cè)器，它是由滑窗模塊、檢測(cè)門限計(jì)算模塊與信號(hào)檢測(cè)模塊組成，它們之間的位置連接關(guān)系、信號(hào)走向是：被檢測(cè)信號(hào)首先進(jìn)入滑窗模塊，經(jīng)由滑窗模塊篩選出檢測(cè)單元、保護(hù)單元與參考單元，然后經(jīng)由檢測(cè)門限計(jì)算模塊計(jì)算出所需的檢測(cè)門限，最后由信號(hào)檢測(cè)模塊判定檢測(cè)單元中是否存在目標(biāo)。

所述滑窗模塊是由DSP內(nèi)部的一系列取址單元和移位寄存器構(gòu)成。它的功能是確定連續(xù)的待檢測(cè)信號(hào)中的檢測(cè)單元、保護(hù)單元與參考單元，取出它們的值用于后續(xù)的計(jì)算檢測(cè)門限與信號(hào)檢測(cè)，同時(shí)滑窗模塊也具有滑動(dòng)功能，因此可以保證信號(hào)的連續(xù)檢測(cè)；

所述檢測(cè)門限計(jì)算模塊是由DSP內(nèi)部的加法器與乘法器構(gòu)成。它的功能是利用滑窗模塊提取出的參考單元的數(shù)據(jù)，利用下式實(shí)時(shí)的計(jì)算信號(hào)的檢測(cè)門限。其中T是所需的檢測(cè)門限，x_i是參考單元，N為參考單元的數(shù)量，為系統(tǒng)所要求保證的恒定虛警律；