[發明專利]一種雷達極化信息處理方法

在審

• 申請號: 201811549603.1
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109581316A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 王鋒;劉鵬遠;柳鵬;韓翠娥;劉昉
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 劉翔

本發明公開了一種雷達極化信息處理方法，通過探測信號生成步驟、回波信號采集步驟、回波信號預處理步驟、回波信號極化處理步驟、回波信號處理結果顯示步驟、FPGA重構步驟實現了雷達極化信息的探測,利用FPGA優秀的可重構特性，可以用一套資源實現兩種處理方式，降低了極化信息探測的硬件成本，提升了極化信息探測的效率。

技術領域

本發明涉及雷達技術領域，尤其涉及對雷達極化信息的處理領域。

背景技術

隨著現代雷達技術、信息技術、器件水平的發展和提高，雷達目標極化特性成為繼其能量、頻率、相位特性之后，雷達信息處理和電子對抗等領域研究的重要對象。如今極化技術已被廣泛應用于遙感、機載/星載合成孔徑雷達、導彈防御雷達、氣象雷達、毫米波制導雷達等系統。極化信息在雷達抗干擾、抗雜波、微弱目標檢測、自動目標識別等領域的成功應用證明極化散射矩陣的所有元素都具有應用價值。

FPGA(Field－Programmable Gate Array)，即現場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用集成電路(ASIC)領域中的一種半定制電路而出現的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。

對于雷達的極化探測來說，要求雷達只發射一次探測信號即可得到目標的極化回波信號，探測信號往往由兩個調制信號相干疊加得到，在接收時，需要利用信號調制的正交性分離出不同發射極化對應的矢量回波信號，進而才能得到完整的目標散射矩陣，現有技術中，主要存在兩種極化信息的探測方法，一個是分時極化測量，這種方法測量的雷達只用包含一路發射通道，通過極化選擇器來完成不同極化分量的分時發射，這種方法與常規的單天線雷達結構一致，可以有效的利用現有的雷達設備進行探測，節省成本，缺點是極化選擇器會引入極化信號的交叉干擾，影響測量的準確性和精度，因此往往用來探測靜態目標；還有一種方法是瞬時極化測量方法，這種方法需要包含兩路發射、接收通道來進行探測，其優點是獲取的極化信息更為準確，精度高，缺點是無法常規雷達設備無法直接利用，造成方法的成本相對較高。當前，兩種探測方法往往是獨立存在，處理系統都是針對特定的探測方式來設計的，無法做到通用和靈活適配。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種結構新穎、構思巧妙的雷達極化信息處理方法和處理器，通過FPGA自身的靈活性和可重構性，根據實際應用的需求調整處理方式，可以很好的適應不同的測試方法和雷達設備。

本發明通過以下的方案來實現：

一種雷達極化信息的處理方法，包括以下步驟：

探測信號生成步驟：根據探測目標的不同，控制終端選擇不同的雷達配置文件，并將配置文件燒入到FPGA的ROM中，雷達運行時，FPGA主控芯片將配置文件加載到高速RAM中，在所述FPGA主控芯片中生成先進先出隊列，根據配置文件中的時序參數，將配置文件中的探測信號數據寫入到所述先進先出隊列中，再經過數模轉換后，通過濾波得到探測信號并通過雷達天線進行發射；

回波信號采集步驟：所述FPGA主控芯片控制雷達的天線構成傳輸通道接收來自目標的模擬回波信號；

回波信號預處理步驟：所述FPGA主控芯片將傳輸通道采集得到的縱向、橫向回波信號進行下變頻、累加處理；

回波信號極化處理步驟：將預處理后的回波信號進行模數轉換，然后由所述FPGA主控芯片進行加權、合并處理，隨后通過先進先出隊列緩存到高速RAM中。

回波信號處理結果顯示步驟：控制終端通過高速總線讀取所述高速RAM中的數據，并進行顯示。

FPGA重構步驟：所述控制終端對配置文件進行修改，將配置文件中的工作模式修改為瞬時測量或者分時測量，由所述FPGA主控芯片加載至ROM中，當雷達運行時，將配置文件加載至高速RAM中，所述FPGA主控芯片根據配置文件對FPGA電路進行重構。