雷达信息处理技术及发展

徐逸豪 电子科技大学 格拉斯哥通讯3班 2017200603007
【摘要】现代雷达在国防、生产及生活中均具有非常重要的作用,雷达信号处理是现代雷达系统的核心内容之一,其直接影响着雷达系统的适用范围和工作性能等,但雷达的工作方式及工作地点,又决定了雷达信号处理需要面对各种不同的需要和复杂的工作环境。基于此,本文针对雷达信号处理过程的功能与内容进行了介绍,并对当前进行信号处理技术研究的发展趋势进行了介绍。
关键词:现代雷达;信号处理;发展趋势
引言: 自二战以来,雷达就广泛应用于地对空、空中搜索、空中拦截、敌我识别等领域,后又发展了脉冲多普勒信号处理、结合计算机的自动火控系统、多目标探测与跟踪等新的雷达体制。随着科技的不断进步,雷达技术也在不断发展,现代雷达已经具备了多种功能,如反隐身、反干扰、反辐射、反低空突防等能力,尤其是在复杂的工作环境中提取目标信息的能力不断得到加强。例如,利用雷达系统中的信号处理技术对接收数据进行处理不仅可以实现高精度的目标定位与跟踪, 还能够在目标识别和目标成像、电子对抗、制导等功能方面进行拓展,实现综合业务的一体化。
一、雷达信号处理的主要功能
在雷达系统的工作过程中,信号处理系统的主要功能是借助调制以及编码等技术对信号进行处理,以提升信号的稳定性和可靠性,降低在信号传输过程中被识别和拦截的可能性,提升信号传输中抗干扰性能和抗衰弱性能,提升信号的识别概率。当前军事对抗中电子对抗是重要的组成部分,借助电子干扰等手段来影响敌方的雷达系统运行质量,降低其对于己方的探测是提升优势的有效手段。为了降低电子对抗对雷达系统的运行影响,在实际的信号处理中一般会使用合适的前端设备来对脉冲通信信号进行识别以及处理,保证信号信息的获取质量,保证后续的计划可以正常进行。
二、雷达信号处理工作的主要内容
雷达信号处理工作是雷达系统的重要组成部分,信号处理系统可以对信号中的杂波进行处理,获得正确的信息。在信号处理中,主要的内容包括正交采样、脉冲压缩、MTD以及恒虚警检测。正交采样是信号处理的第一步,这一步骤的进行质量直接影响后续工作的进行,技术人员需要根据实际需求来对正交采样中的速度以及数据精度进行控制,将失真控制在一定的范围之内才能保证信号处理质量,避免对后续的处理步骤造成影响。在现代的雷达系统中,脉冲

雷达一直用在军事商业应用中。最近,雷达开始出现在高端汽车应用中,用于实现 辅助驻车车道偏离报警等功能。下一代汽车雷达一定会非常复杂,在主动防碰撞 自适应巡航系统中,雷达将扮演关键角色。雷达一旦集成到主动控制车辆的系统中后, 与仅仅提供报警信号不同,它与防止车辆碰撞密切相关,因此,对系统可靠性的要求 更加严格。 本白皮书介绍怎样使用Altera 快速原型设计开发工具流程,发挥数字处理功能的优 势,通过称之为DSP Builder 高级数字信号处理(DSP) 的设计,开发汽车雷达系统。 结果提供了雷达处理数字部分的实际电路性能指标。数字处理功能采用了新一代可 编程逻辑,称之为SoC FPGA,它在低成本FPGA 架构中嵌入了功能强大的600 MHz ARM Cortex-A9 双核处理器。还可以使用汽车级的这些器件,支持600 MHz CPU 时钟速率。 从雷达到光探测测距(LIDAR),直至红外可见光摄像机等应用,SoC FPGA 为这些 应用提供了灵活的可伸缩平台。而且,FPGA 硬件ARM 软件实现都使用了浮点处理, 与FPGA 或者ASIC 中实现的传统定点方法相比,这在雷达应用中更具优异的性能优势。 与其他ASIC 解决方案相比,这些低成本SoC FPGA 器件支持大批量应用,而且产品能 够更迅速面市。 SoC FPGA 方法支持对产品线甚至是现场固件进行软件硬件更新,这对于越来越复杂 的汽车雷达系统而言非常重要。SoC FPGA 也是摄像机集成视频处理功能的理想选择。 视频分析处理可以结合雷达探测信息,用在名为传感器融合的过程中,在这一过程中, 多个传感系统相结合,产生最可靠的数据,进行基本判断
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