連續波雷達強脈沖干擾剔除的算法

宋文佳

摘要：本文分析了強干擾對連續波雷達的影響，提出了強干擾剔除的算法，從而消除了強干擾對連續波雷達目標檢測的影響，改善了雷達的檢測性能。并通過仿真驗證了強干擾剔除算法的性能，在FPGA中實現了該算法。

【關鍵詞】連續波雷達 消除強干擾 FPGA算法

1 引言

線性調頻連續波雷達具有高距離分辨率、低發射功率、高接收靈敏度、結構簡單等優點，不存在距離盲區，具有比脈沖雷達更好的反隱身、抗背景雜波和抗干擾能力和特別適用于近距離應用的特點。但是強脈沖干擾會污染回波信號的頻譜，將目標信息掩埋在強脈沖干擾的頻譜中，不利于目標的檢測。

強脈沖對回波信號的頻譜產生較大影響，目標的頻譜掩埋在脈沖頻譜中，致使出現假目標或是將真目標掩蓋，不利于真目標的檢測。弱脈沖干擾情況下，脈沖的頻譜對回波信號的頻譜影響較小，其幅度信息比較小，對后而的目標檢測不會產生影響。

2 強干擾剔除算法

2.1 分塊剔除和平均算法

強干擾剔除采用剔除和平均算法，當有較強的1個或是多個強脈沖干擾進入時，只會引起排序結果的變化，對門限的影響較小，該算法既能保證在無強干擾情況下不剔除目標信息，又能確保在強干擾情況下獲取較為接近目標信息的門限，較好的剔除強干擾。

強干擾檢測方法采用峰值檢測，若檢測值大于門限，則置零處理；否則，保持原值。

2.2 滑窗剔除算法

該算法與剔除和平均算法的不同點在于檢測門限的計算。剔除和平均算法門限的計算與整個調頻周期內的回波數據有關，而滑窗剔除算法的門限計算僅與窗內的回波數據有關。

滑窗算法的門限計算流程如下：

（1）將一個周期內的回波采樣數據取模。

（2）將上一周期回波數據的取模后均值乘以系數A，作為固定門限。

（3）將一個調頻周期的1024個回波數據固定門限比較。若小于門限將數據置為該值，若大于門限則保留原值。將其作為滑窗的門限計算數據。

（4）滑窗方法計算：設置窗大小為N，取待檢測單元前N個單元取模做平均，將該均值乘以系數3作為檢測的門限。

（5）在下一檢測單元門限計算時，將該單元設置為上一周期數據取模后的均值，進行門限的計算。

該門限計算時的難點在于：一是固定門限計算中A的選擇；二是滑窗檢測中乘積因子的計算。在峰值檢測中，若檢測單元大于門限，將該檢測單元置零，否則保留原值。

3 算法MATLAB仿真分析

圖1、圖2為強脈沖干擾情況下，目標時域回波信號經過剔除和平均算法前后的頻譜圖，可以看出，經過剔除和平均算法后，強脈沖干擾被剔除。

4 FPGA實現

根據強干擾剔除的算法，在FPGA平臺上實現，選用Stratix II系列的EP2S60F672C5芯片，資源利用情況如圖3所示。

FPGA仿真結果顯示，在無脈沖干擾的情況下，經過強干擾剔除后，有用的目標信息得以保留，該算法適用于無強脈沖干擾情況。在強脈沖干擾的情況下，脈沖干擾被剔除，有利于目標的檢測。設計結果與MATLAB仿真完全一致，達到了預期的要求。

5 結論

強脈沖對連續波雷達的干擾，會污染雷達的頻譜，不利于雷達的信號檢測。本文提供了強干擾剔除的算法，并驗證了算法的有效性。

參考文獻

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