[發明專利]一種基于雷達信號處理系統的距離跟蹤子系統

在審

• 申請號: 201710054609.0
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106814356A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 王博;楊振宇
• 申請（專利權）人: 成都泰格微電子研究所有限責任公司
• 主分類號: G01S13/70
• 分類號: G01S13/70;G01S13/18;G01S7/41
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙)51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發明涉及一種基于雷達信號處理系統的距離跟蹤子系統。

背景技術

雷達，是英文Radar的音譯，源于radio detection and ranging的縮寫，意思為"無線電探測和測距"，即用無線電的方法發現目標并測定它們的空間位置。因此，雷達也被稱為“無線電定位”。雷達是利用電磁波探測目標的電子設備。雷達發射電磁波對目標進行照射并接收其回波，由此獲得目標至電磁波發射點的距離、距離變化率(徑向速度)、方位、高度等信息。

雷達信號處理機，控制發射通道產生線性調頻脈沖信號經上變頻、收發開關和和差比較器后由饋源天線發射出去，目標反射的回波信號經饋源天線后通過和差比較器形成和、方位差、俯仰差三路信號，經收發開關后進行下變頻后得到中頻信號。整個雷達信號處理機對于得到的中頻信號需要進行中頻信號檢測、距離跟蹤、速度跟蹤以及角度跟蹤的信號處理流程。而距離跟蹤則作為其很重要的一個部分。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于雷達信號處理系統的距離跟蹤子系統。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種基于雷達信號處理系統的距離跟蹤子系統，包括距離波門選通模塊、脈沖壓縮模塊、相參積累MTD模塊、恒虛警檢測模塊、跟蹤波門模塊、距離定心處理模塊、測距模塊、卡爾曼濾波模塊/α-β濾波模塊；外部兩路I/Q和通道信號通過距離波門選通模塊進入跟蹤子系統，并依次經過脈沖壓縮模塊、相參積累MTD模塊、恒虛警檢測模塊后檢測到目標，然后經跟蹤波門模塊、距離定心處理模塊后進入測距模塊進行無模糊測距，測距后經卡爾曼濾波/α-β濾波模塊產生距離選通波門，使距離波門選通模塊的波門中心對準回波所檢測到的目標信號。

所述的外部和通道信號通過A/D轉換模塊和數字下變頻模塊形成；所述的A/D轉換模塊接收外部中頻回波和信號并直接在中頻對信號進行A/D采樣，信號采樣公式如下：

式中，f₀為xMHz中心頻率，B為yMHz帶寬，n為自然數；

所述的數字下變頻模塊包括正交化單元、數控振蕩器NCO、乘法器、FIR低通濾波器和抽取單元，正交化單元接收來自A/D轉換模塊的數字中頻信號并進行正交化形成正交的I/Q兩路信號，兩路信號分別與數控振蕩器NCO形成的正交本振序列相乘，并分別輸出至各路的FIR低通濾波器，低通濾波器取出基帶信號濾除高頻成分，抽取單元將基帶信號進行抽取降低信號速率，抽取單元的輸出端與距離波門選通模塊連接。

所述的脈沖壓縮模塊用于實現匹配濾波，采用時域脈沖壓縮模塊或者頻域脈沖壓縮模塊；

所述的時域脈沖壓縮模塊包括四個FIR匹配濾波器和兩個加法器；其中，第一FIR匹配濾波器和第二FIR匹配濾波器的第一輸入端均接收I路信號，第一FIR匹配濾波器和第二FIR匹配濾波器的第二輸入端分別接收脈沖響應序列，第一FIR匹配濾波器和第二FIR匹配濾波器進行卷積運算后分別輸出至第一加法器的第一輸入端和第二加法器的第一輸入端；第三FIR匹配濾波器和第四FIR匹配濾波器的第一輸入端均接收Q路信號，第三FIR匹配濾波器和第四FIR匹配濾波器的第二輸入端分別接收脈沖響應序列，第三FIR匹配濾波器和第四FIR匹配濾波器進行卷積運算后分別輸出至第一加法器的第二輸入端和第二加法器的第二輸入端；第一加法器和第二加法器經過加法運算后分別輸出I/Q兩路匹配濾波后的信號；

所述的頻域脈沖壓縮模塊包括FFT單元、復數乘法單元、匹配濾波器頻譜單元、IFFT單元，FFT單元對輸入的I/Q兩路數字信號分別做FFT進行變換操作變換到頻譜為S(w)的頻域，復數乘法單元將S(w)的與匹配濾波器頻譜單元輸出的匹配濾波器的頻譜H(w)相乘，IFFT單元把得到的成績進行IFFT運算得到脈沖壓縮的結果；所述的頻譜H(w)為利用匹配濾波系數進行FFT得到的。

在脈沖壓縮模塊和相參積累MTD模塊之間還包括順次連接的距離門重排模塊和動目標顯示MTI模塊；

所述的距離門重排模塊采用二維緩沖存儲器，將雷達回波信號按照脈沖重復周期和距離單元排列成一個二維矩陣，其中，相同脈沖重復周期、不同距離單元的回波信號按行排列，即各行對應不同的距離單元；不同脈沖重復周期，相同距離單元的回波信號按列排列，即列對應不同的脈沖重復周期；即每一列相鄰兩個數據之間的時間差恰好是脈沖重復周期；采用脈沖壓縮信號時，距離門寬度取為脈沖壓縮后的脈沖寬度；