[發明專利]一種基于FPGA的零中頻二次雷達應答脈沖提取方法

有效

• 申請號: 201911005758.3
• 申請日: 2019-10-22
• 公開（公告）號: CN110596652B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 楊見;鄒亮;郝精一;劉永剛
• 申請（專利權）人: 四川九洲空管科技有限責任公司
• 主分類號: G01S7/292
• 分類號: G01S7/292;G01S13/76
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 管高峰

本發明公開了一種基于FPGA的零中頻二次雷達應答脈沖提取方法，包括以下步驟：獲取接收通道初始參數，設備上電后，將噪聲均值初始化為初始噪聲均值，根據初始參數和噪聲均值計算接收通道噪聲正偏門限和噪聲負偏門限；緩存N組連續輸入數據，對緩存的N組輸入數據進行甄別，剔除輸入數據中的信號數據并用噪聲均值替代，得到N組噪聲數據，對N組噪聲數據求平均獲得當前的噪聲均值；將輸入數據與當前噪聲均值進行比較，大于均值的輸出，再將輸出的數據進行窄脈沖濾除處理，得到提取的應答脈沖序列。本發明通過對輸入數據類型的甄別，準確提取其中的噪聲數據獲取動態噪聲門限，減少了異常的噪聲數據對后端解碼的干擾，提升二次雷達設備的可靠性。

技術領域

本發明涉及雷達信號處理領域，特別涉及一種基于FPGA的零中頻二次雷達應答脈沖提取方法。

背景技術

本發明涉及二次雷達系統接收通道上的數據是由信號、噪聲疊加而成，要完成對應答脈沖的正確解碼，則需濾除噪聲，提取出有用信號。

目前主要采用的應答脈沖提取方式為，設備調試/試驗階段根據系統噪聲特性，統計出一個相對合理的噪聲門限值，低于門限的數據認為是噪聲予以丟棄，隨后對處理后的數據進行窄脈沖濾除處理，提取出有用信號。

現有技術在應用在不同的設備中，會由于硬件差異等原因引起的噪聲幅度也存在一定的差異。在設計冗余較小的系統，為保證設備的性能，則必須在每套設備上進行調整，設置合理的門限值，可移植性較差。對于采用零中頻技術的二次雷達系統，由于本振泄露引起基帶數據攜帶直流偏置，在視頻數據中的表現則是底噪抬升。現有的靜態噪聲門限聯合窄脈沖篩選技術顯然已不能解決視頻數據底噪抬升問題，會引起后端解碼時解出錯誤的應答框架及編碼信息。

發明內容

針對上述存在的問題：1)對于同樣的設計應用于不同平臺不能自動適應的問題；2)基帶數據存在直流偏置引起的視頻數據中底噪抬升問題，提供了一種能夠實時更新噪聲門限，避免基帶數據存在直流偏置引起的視頻數據中底噪抬升問題的零中頻二次雷達應答脈沖提取方法。

本發明采用的技術方案如下：一種基于FPGA的零中頻二次雷達應答脈沖提取方法，包括以下步驟：

S1、獲取初始化參數，通過統計二次雷達設備在試驗室狀態下的數據，獲取接收通道無信號輸入時噪聲數據初始參數，包括：初始最大正偏值、初始最大負偏值、初始噪聲均值；

S2、定義兩組緩存，第一組為數據緩存，存儲連續N組輸入數據，并為緩存中每一組數據定義一個偏置屬性；第二組為噪聲緩存，存儲從數據緩存中甄別后的噪聲數據；其中，N為大于0的自然數；

S3、設備上電后，數據緩存與噪聲緩存中所有數據初始化為初始噪聲均值，最大正偏值初始化為初始最大正偏值，最大負偏值初始化為初始最大負偏值，噪聲均值初始化為初始噪聲均值，根據最大正偏值、最大負偏值、噪聲均值計算噪聲正偏門限和噪聲負偏門限；

S4、將輸入數據分為相同兩路輸入，第一路輸入數據存入數據緩存，通過噪聲正偏門限和噪聲負偏門限對數據緩存中數據類型進行甄別，若數據緩存中不存在信號數據，則將數據緩存中所有輸入數據移入噪聲緩存；若數據緩存中的信號數據，則將信號數據剔除并用噪聲均值替換，再移入噪聲緩存；計算噪聲緩存中的噪聲數據的均值得到當前噪聲均值，再根據當前噪聲均值，計算實時的噪聲正偏門限、噪聲負偏門限；S6、將第二路輸入數據與當前噪聲均值進行比較，大于均值的輸出，其余的置零；其中，兩路輸入數據的處理過程為并行運行；

S5、將步驟S4輸出的數據再進行窄脈沖濾除處理，得到提取的應答脈沖序列。

進一步的，所述步驟S1中噪聲數據初始參數的具體獲取方法為：在實驗室環境且無信號輸入狀態下，采集二次雷達設備上電后的M組噪聲數據，對M組噪聲數據求算術平均得到初始噪聲均值，噪聲數據最大值與初始噪聲均值運算得到初始最大正偏值，噪聲數據最小值與初始噪聲均值運算得到初始最大負偏值，其中，M為大于0的自然數。