专利名称：船舶导航雷达信号处理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及雷达，尤其涉及ー种船舶导航雷达回波信号的处理系统。
背景技术：
雷达利用无线电技术发现目标并测定目标在空间的位置。现代雷达一般都包括雷达信号处理系统和雷达数据处理系统这两大重要组成部分，其中信号处理系统是用来检测目标并利用一定的方法来抑制又地(海)面杂波、气象、射频干扰、噪声源和人为干扰所产生的不希望有的信号，以易于提取所需信息和提高信息的质量。早期雷达接收机具有一定的模拟信号滤波处理功能，但雷达整机中没有专门的信号处理设备，这种雷达的干扰抑制能力和在复杂环境中的目标检测能力是十分有限的，并因此限制了其威力范围、目标參数估计精度及多目标跟踪能力等重要指标和性能的进ー步提升。目前导航雷达丢弃了模拟处理，而采用数字信号处理方法进行处理，在处理工程中主要采用脉冲非相參积累的处理方法解决干扰问题，在非相參积累时，处理方法有限，主要是相加平均的简单算法，对海浪抑制采用固定杂波曲线，曲线的曲率固定，只改变曲线的深度，对雨雪干扰处理方式主要采取恒虚警率算法，雨雪抑制參数为恒虚警率门限因子。在处理过程中由于实际海浪和雨雪干扰模型复杂，而采用的算法仅适合一般环境，在恶劣环境下可靠性降低。
发明内容针对现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供ー种船舶导航雷达信号处理系统，解决在恶劣环境下现有技术中雷达杂波干扰抑制可靠性较低的问题。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为ー种船舶导航雷达信号处理系统，包括统ー调整模拟信号为正向信号的电平转换装置，将所述电平转换装置输出的模拟信号进行滤波的滤波装置，将所述滤波装置输出的模拟信号转换为数字信号的模数转换装置，将所述模数转换装置输出的数字信号进行杂波抑制处理的杂波抑制装置。优选地，所述滤波装置包括电容Cl、电阻Rl、R2和R3组成，模拟信号通过A点输入后分两个通路，其中ー个通路经过电容Cl和电阻R2组成微分电路，另外一路经R1、R2和R3组成分压传递支路，该分压传递支路仅对输入的模拟信号进行分压，最后两路信号会合。优选地，所述的杂波抑制装置包括抗同频异步干扰电路，该抗同频异步干扰电路包括第一比较器、第二比较器、減法器和加法器，第一比较器分别和减法器、加法器连接，减法器和第二比较器连接。优选地，所述的杂波抑制装置包括视频积累电路，该视频积累电路包括计数器、脉冲发生器、RAMO RAM5存储器、第一积累同频处理器、第二积累同频处理器、编码器和处理后的RAM存储器。与现有技术相比，本实用新型通过结合模拟信号处理、模数变换和数字信号处理进行杂波抑制后，系统可控性和抗干扰性能好，提高了雷达杂波干扰抑制的可靠性。以下结合附图对本实用新型作进ー步的详细说明。图I是本实用新型船舶导航雷达信号处理系统的组成示意图。图2是船舶导航雷达信号处理方法流程图。图3是本实用新型的模拟雨雪示意图。图4是本实用新型的雨雪干扰微分处理电路部分示意图。图5是本实用新型的雨雪抑制效果示意图。图6是本实用新型的抗同频异步干扰电路示意图。图7是本实用新型的抗同频异步干扰效果示意图。图8是本实用新型的视频信号积累电路示意图。图9是本实用新型的积累效果示意图。
具体实施方式
请參阅

图1，本实用新型的船舶导航雷达信号处理系统包括统ー调整模拟信号为正向信号的电平转换装置，将电平转换装置输出的模拟信号进行滤波的滤波装置，将滤波装置输出的模拟信号转换为数字信号的模数转换装置，将模数转换装置输出的数字信号进行杂波抑制处理的杂波抑制装置。请參阅图2，船舶导航雷达信号处理方法主要包括如下步骤(Sll)将雷达的模拟信号进行杂波抑制处理；(S12)将雷达处理后的模拟信号转换为数字信号，可以是通过模数转换(ADC)把雷达采集的模拟信号转换为数字信号；(S13)对所述数字信号处理进行数字杂波抑制后输出，。请參阅图3，雷达模拟信号的雨雪干扰和海浪干扰能将回波淹没在杂波和噪声中，但海浪干扰可通过近程增益控制得到解決，而雨雪干扰却不然，它的干扰表现在全量程。根据天气情况可能在某一区域表现严重，若在手动视频通道插入一可变微分电路，使微分电平可调，可有效的抑制全量程雨雪杂波。请參阅图4，滤波装置中的雨雪干扰微分处理电路具体采用RC电路实现，包括电容Cl、电阻R1、R2和R3组成，视频信号通过A点输入，模拟视频信号分两个通路，其中ー个通路经过电容Cl和电阻R2组成的微分电路，另外一路经Rl、R2和R3组成分压视频传递支路，该支路仅对输入的视频信号进行分压，最后两路信号在B点会合。其中微分电路使得回波仅保存回波前沿，通过调整D点的电平从而使C点电位发生变化，对视频分压也产生变化，从而影响输入到B点的视频电平，达到雨雪抑制的效果。请參阅图5，为测试效果。杂波抑制装置对雷达回波进行同频异步干扰处理，然后根据需要，对雷达回波进行脉冲积累，对脉冲积累的结果进行海浪抑制或噪声抑制，具体抑制的深度和范围视具体情况而定，例如在大风情况下采取海浪抑制算法，在附近雷达较多时采用同频异步处理算法。请參阅图6，抗同频异步干扰电路包括第一比较器、第二比较器、減法器和加法器，第一比较器分别和减法器、加法器连接，減法器和第二比较器连接。同频异步干扰指将相邻或间隔几个的两条扫描线进行相关处理，考虑到同频异步干扰的特点，它一般幅度较大，而且在不同脉冲之间的相关性很差，所以采用了如下的算法输入的两组数据称作新数据和旧数据，每个数据范围0 255，当新数据和旧数据中有任何一个大于规定的幅度(幅度足够大)时，开始判断，当二者的差值小于设定的幅度时是二者的小值；当二者的差值大于或等于规定幅度吋，认为是同频异步干扰，两者积累的结果是O。采用以上算法，可有效消除同频异步干扰，而且对噪声也有一定的抑制作用。为适合更多情况，可进行不同情况的判断，已改变规定的判断幅度。请參阅图7，两个连续的距离相同的点indatal和indata2,经过比较器判断，若两个数其中有ー个数大于128，则将两个数输出为datal和data2，否则输出为DATAl和DATA2 ；datal和data2经过减法器进行相减，得到的结果data和64进行比较，若差值大于64，则输出outl为0，若差值小于64，则输出outl为datal和data2两者的小值。DATAl和DATA2进过加法器进行相加结果为out2，将outl和out2合并后就为同频异步干扰抑制的結果。信号的其他杂波可以通过相关处理实现，包括相邻脉冲的积累，不同扫描圈同方位脉冲的积累等实现，其中非相參积累的一般方法为线性振幅检波视频积累。对某ー距离 単元i的m个处理后脉冲进行非相參积累(线性振幅检波视频积累)的理论公式为Yi= Sgi1]式中yi (k)为n位ニ进制数；m为积累脉冲数，它主要取决于波束宽度、天线转速和重复周期= I M对应不同的距离单元。由于视频积累的计算量很大，需要很大的数据吞吐率，加之相关接ロ的需求，该部分应用FPGA进行设计。请參阅图8，elk均为脉冲发生器产生，addr均为前端计数器产生，CS为片选信号，由于对同距离数据进行4次积累，且同方向上最大的数据量为1760个8位数据，所以前段设计4个深度为1760的8位RAM。根据雷达量程选择信号生成脉冲clk，该脉冲作为后端RAM和积累的驱动时钟；同时作为计数器时钟，通过计数器对数字视频信号进行计数，通过量程选择信号确定其计数的范围，并且毎次在触发脉冲上升沿到来吋，该计数器自动归零，开始计数，该计数器的值作为后面RAMO，RAM1，RAM2，和RAM3的地址；触发脉冲通过计数器产生RAMO，RAMLRAM2,和RAM3的片选信号。当ー个8位的数字视频信号到来时，通过片选将其保存在对应的RAM中相应的地址中，这样RAMO，RAMl, RAM2，和RAM3同地址中则保存的是同距离的视频信号，然后取狀110，狀111，狀112，和狀10同地址中的数据进行积累。积累同绕处理器1、2输出的结果保存在RAM4，和RAM5相同的地址中，然后再对RAM4，和RAM5相同地址中的数据进行积累、同绕处理，得到最后的积累结果，然后通过编码，将相应距离的视频信号积累结果保存在对应地址的片外RAM中，供其他系统调用。请參阅图9，积累前和积累后的效果图，每个图形中的上面是A显窗ロ，下面是B显窗ロ。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化，例如杂波的极性进行改变，从而改变模拟雨雪抑制的电路组成方式，但仍能保持抑制效果，在同频异步干扰时，可改为2级或更多级的处理和判断，在积累时可以进行其他形式的变换，例如数据量和数据的位数等。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.ー种船舶导航雷达信号处理系统，其特征在于，包括统ー调整模拟信号为正向信号的电平转换装置，将所述电平转换装置输出的模拟信号进行滤波的滤波装置，将所述滤波装置输出的模拟信号转换为数字信号的模数转换装置，将所述模数转换装置输出的数字信号进行杂波抑制处理的杂波抑制装置。
2.根据权利要求I所述的船舶导航雷达信号处理系统，其特征在于，所述滤波装置包括电容Cl、电阻Rl、R2和R3组成，模拟信号通过A点输入后分两个通路，其中ー个通路经过电容Cl和电阻R2组成微分电路，另外一路经Rl、R2和R3组成分压传递支路，该分压传递支路仅对输入的模拟信号进行分压，最后两路信号会合。
3.根据权利要求I所述的船舶导航雷达信号处理系统，其特征在于，所述的杂波抑制 装置包括抗同频异步干扰电路，该抗同频异步干扰电路包括第一比较器、第二比较器、減法器和加法器，第一比较器分别和减法器、加法器连接，減法器和第二比较器连接。
4.根据权利要求I所述的船舶导航雷达信号处理系统，其特征在于，所述的杂波抑制装置包括视频积累电路，该视频积累电路包括计数器、脉冲发生器、RAMO RAM5存储器、第一积累同频处理器、第二积累同频处理器、编码器和处理后的RAM存储器。
专利摘要本实用新型公开了一种船舶导航雷达信号处理系统，包括统一调整模拟信号为正向信号的电平转换装置，将所述电平转换装置输出的模拟信号进行滤波的滤波装置，将所述滤波装置输出的模拟信号转换为数字信号的模数转换装置，将所述模数转换装置输出的数字信号进行杂波抑制处理的杂波抑制装置。本实用新型通过结合模拟信号处理、模数变换和数字信号处理进行杂波抑制后，系统可控性和抗干扰性能好，提高了雷达杂波干扰抑制的可靠性。
文档编号G01S7/41GK202393908SQ20112050018
公开日2012年8月22日 申请日期2011年12月5日 优先权日2011年12月5日
发明者窦兴川, 陈杰波 申请人:海华电子企业(中国)有限公司