CN104914419A - 一种基于数据流的脉冲雷达信号处理系统及其处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于数据流的脉冲雷达信号处理系统及其处理方法，主要思路是：将数字信号x(n)分为两路分别进行处理，形成Xd1(n)和Xd2(n)后，再分别添加相应的控制命令至Xd1(n)和Xd2(n)的相应帧头中，分别得到Xc1(n)和Xc2(n)，然后对Xc1(n)和Xc2(n)分别进行脉压处理后，得到Xm1(n)和Xm2(n)；检测处理器对Xm1(n)进行杂波抑制和信号检测，获得目标的方位和距离信息后发送至通讯控制器；测高处理器接收Xm2(n)，并根据目标的方位、距离信息，得到目标的高度信息后发送至通讯控制器；通讯控制器将目标的方位、距离和高度信息对齐处理后，分别发送至终端显示器及主监控器；主监控器将目标的方位、距离和高度信息进行反馈后发送至通讯控制器，通讯控制器根据获得的目标的方位、距离和高度信息计算目标的轨迹，并在终端显示器上显示。

Description

一种基于数据流的脉冲雷达信号处理系统及其处理方法
技术领域
本发明属于脉冲雷达信号处理控制技术领域，更涉及一种基于数据流的脉冲雷达信号处理系统及其处理方法，适用于实际工程应用。
背景技术
一直以来，时序控制是脉冲雷达的必备功能，传统意义上的脉冲雷达是用时序控制器以触发脉冲的方式为雷达的各种不同功能模块提供工作所需的精确时序，使得各模块分别按照确定时序协调工作；所谓时序控制，是指在雷达信号处理中用一块定时板作为整个系统的时序产生器，雷达信号处理的各级处理板时序均由这块定时板产生，而各级处理板均不需再产生自身对应的时序控制。当整个系统时序较为简单时，采用时序控制法会使系统操作简单易行，系统的时序控制也一目了然，并且当时序需要修改时也可直接在单板上进行操作；但是当系统时序较为复杂时，使用时序控制法会变得很困难，工程师在分析时序可能情况时也很容易出错，并且工程实现中的复杂时序控制对器件的要求也会变高，这时使用单板产生时序的系统控制法显然已经不太适合。
而数据流驱动控制法则是根据数据流中的控制命令字驱动下一级模块的，各个模块间也没有统一的时序控制，同时各个模块只需根据自身数据流中的控制命令字分别产生自身所对应的控制时序。当系统需要产生多种时序时，数据流驱动控制法可使得系统操作简便，即去除了系统时序控制部分，只需要考虑单板内的控制时序，并做好板与板之间的接口对应操作，这样有利于实际工程的操作实现。而所谓的数据流控制法，是指在雷达信号处理系统中没有统一的时序产生器，而是将每个脉冲回波数据通过前端加帧头和对应的报文，后端加帧尾的形式被封装成一帧数据，每一级处理器通过识别帧头来判定一帧数据的开始，通过判断帧尾来确定一帧数据的结束，报文中的信息是用来判断该帧数据所表示的属性，通过提取帧中的报文信息可以获得所需的脉冲属性信息。在时序复杂的雷达信号处理系统中，数据流控制法简单易行，开发者也不用考虑整个系统时序，只是通过判断每一帧回波数据自身携带的报文信息来获得该处理板所需的时序，但这种方法要求各处理板之间必须做好延迟工作，否则各板间很难对齐，数据流控制法操作也就难以实现。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提出一种基于数据流的脉冲雷达信号处理系统及其处理方法，该处理系统及其处理方法在功能不被削弱的情况下，相较于时序控制法更为简便。
为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
技术方案一：
一种基于数据流脉冲雷达信号处理系统，其特征在于，包括：
模/数转换器，所述模/数转换器将脉冲雷达接收到的回波信号转换器转化为数字信号；
光电转换器，所述光电转换器数字信号x(n)分为两路，第一路数字信号依次数字下变频、自适应旁瓣相消和数字波束合成后，形成第一数据流控制信息Xd1(n)；第二路数字信号依次数字下变频、自适应旁瓣相消后，形成第二数据流控制信息Xd2(n)；第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别是由对应的帧头、控制报文、数据信息和帧尾组成，其中，第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别包含有相应的工作模式信息和波位信息；然后将第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别打包发送至控制转换器；
控制转换器，所述控制转换器分别添加相应的控制命令至第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)的相应帧头中，分别得到第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)，控制转换器再将第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)分别反馈给光电转换器；
脉冲压缩器，所述脉冲压缩器分别提取第一数据流命令信息Xc1(n)中的工作模式和波位码，以及第二数据流命令信息Xc2(n)中的工作模式和波位码，共同完成脉冲雷达的多通道幅相校正，提高脉冲雷达的距离分辨率和信噪比，然后对第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)分别进行脉冲压缩处理后，以帧格式的方式进行输出，输出分别为第一数据流压缩信息Xm1(n)和第二数据流压缩信息Xm2(n)；其中，第一数据流压缩信息Xm1(n)和第二数据流压缩信息Xm2(n)帧格式的结构一样，依次为固定帧头、帧对应报文、脉冲压缩回波数据、固定帧尾；
检测处理器，所述检测处理器接收第一数据流压缩信息Xm1(n)，并对第一数据流压缩信息Xm1(n)进行杂波抑制和信号检测，获得目标的方位和距离信息，并将目标的方位和距离信息发送给通讯控制器；
测高处理器，所述测高处理器接收第二数据流压缩信息Xm2(n)，并根据目标的方位和距离信息提取Xm2(n)中对应的脉冲压缩数据，根据提取的脉冲压缩数据完成测高处理，得到目标的高度信息，并目标的高度信息发送给通讯控制器；
通讯控制器，所述通讯控制器将目标的方位和距离信息、目标的高度信息对齐处理后，分别发送至终端显示器及主监控器；
主监控器，所述主监控器将自身获得目标的方位和距离信息、目标的高度信息进行反馈后发送至通讯控制器，通讯控制器根据获得的目标的方位和距离信息、目标的高度信息计算出目标的轨迹；
终端显示器，所述终端显示器显示所述目标的轨迹。
技术方案二：
一种基于数据流脉冲雷达信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将脉冲雷达接收到的回波信号通过模/数(A/D)转换器转化为数字信号；
步骤2，使用光电转换器将步骤1得到的数字信号x(n)分为两路，第一路数字信号依次数字下变频、自适应旁瓣相消和数字波束合成后，形成第一数据流控制信息Xd1(n)；第二路数字信号依次数字下变频、自适应旁瓣相消后，形成第二数据流控制信息Xd2(n)；第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别是由对应的帧头、控制报文、数据信息和帧尾组成，其中，第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别包含有相应的工作模式信息和波位信息；然后将第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别打包发送至控制转换器，控制转换器分别添加相应的控制命令至第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)的相应帧头中，分别得到第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)，控制转换器再将第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)分别反馈给光电转换器，实现对光电转换器的反馈控制；
步骤3，脉冲压缩器分别提取第一数据流命令信息Xc1(n)中的工作模式和波位码，以及第二数据流命令信息Xc2(n)中的工作模式和波位码，共同完成脉冲雷达的多通道幅相校正，提高脉冲雷达的距离分辨率和信噪比，然后对第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)分别进行脉冲压缩处理后，以帧格式的方式进行输出，输出分别为第一数据流压缩信息Xm1(n)和第二数据流压缩信息Xm2(n)。其中，第一数据流压缩信息Xm1(n)和第二数据流压缩信息Xm2(n)帧格式的结构一样，依次为固定帧头、帧对应报文、脉冲压缩回波数据、固定帧尾；
步骤4，将第一数据流压缩信息Xm1(n)发送给检测处理器，将第二数据流压缩信息Xm2(n)发送给测高处理器；
步骤5，检测处理器对第一数据流压缩信息Xm1(n)进行杂波抑制和信号检测，获得目标的方位和距离信息；
步骤6，检测处理器将目标的方位和距离信息发送至测高处理器，测高处理器根据目标的方位和距离信息提取第一数据流压缩信息Xm2(n)中对应的脉冲压缩数据，并根据提取的脉冲压缩数据完成测高处理，得到目标的高度信息；检测处理器和测高处理器分别将目标的方位和距离信息、目标的高度信息发送至通讯控制器，通讯控制器再将目标的方位和距离信息、目标的高度信息对齐处理后，分别发送至终端显示器及主监控器，主监控器再将自身获得目标的方位和距离信息、目标的高度信息进行反馈后发送至通讯控制器；最后，通讯控制器根据获得的目标的方位和距离信息、目标的高度信息计算出目标的轨迹，并在终端显示器显示所述目标的轨迹。
本发明的具有实质性特点和显著的有益效果。(1)本发明基于数据流处理的，没有统一时序，各级处理器件功能的实现是以帧为单位进行操作的，器件内只需产生各器件间时序，这种做法简化了脉冲雷达信号处理的时序控制，并且在功能不被削弱的情况下相较于时序控制法更为简便，在后续协议的修改中也更加灵活。(2)本发明在信号处理过程中，不依赖工作模式，只需根据数据流控制命令字(报文)判断该进行哪种操作。因此，本发明在系统时序复杂时更具有优势，尤其在工程实现中，硬件设计也更为简单易行。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的基于数据流的脉冲雷达信号处理系统的示意图。
图2为某基于数据流控制的脉冲米波雷达系统对民航的跟踪终端显示图。
图3为某基于数据流控制的脉冲米波雷达系统对军用直升机的跟踪终端显示图；
图4为某基于数据流控制的脉冲米波雷达系统实验过程中各处理板间对齐示意图。
具体实施方式
一、参照图1，说明本发明的基于数据流脉冲雷达信号处理系统，该处理系统包括：
模/数转换器，所述模/数转换器将脉冲雷达接收到的回波信号转换器转化为数字信号；
光电转换器，所述光电转换器数字信号x(n)分为两路，第一路数字信号依次数字下变频、自适应旁瓣相消和数字波束合成后，形成第一数据流控制信息Xd1(n)；第二路数字信号依次数字下变频、自适应旁瓣相消后，形成第二数据流控制信息Xd2(n)；第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别是由对应的帧头、控制报文、数据信息和帧尾组成，其中，第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别包含有相应的工作模式信息和波位信息；然后将第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别打包发送至控制转换器；
控制转换器，所述控制转换器分别添加相应的控制命令至第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)的相应帧头中，分别得到第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)，控制转换器再将第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)分别反馈给光电转换器；
脉冲压缩器，所述脉冲压缩器分别提取第一数据流命令信息Xc1(n)中的工作模式和波位码，以及第二数据流命令信息Xc2(n)中的工作模式和波位码，共同完成脉冲雷达的多通道幅相校正，提高脉冲雷达的距离分辨率和信噪比，然后对第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)分别进行脉冲压缩处理后，以帧格式的方式进行输出，输出分别为第一数据流压缩信息Xm1(n)和第二数据流压缩信息Xm2(n)；其中，第一数据流压缩信息Xm1(n)和第二数据流压缩信息Xm2(n)帧格式的结构一样，依次为固定帧头、帧对应报文、脉冲压缩回波数据、固定帧尾；
检测处理器，所述检测处理器接收第一数据流压缩信息Xm1(n)，并对第一数据流压缩信息Xm1(n)进行杂波抑制和信号检测，获得目标的方位和距离信息，并将目标的方位和距离信息发送给通讯控制器；
测高处理器，所述测高处理器接收第二数据流压缩信息Xm2(n)，并根据目标的方位和距离信息提取Xm2(n)中对应的脉冲压缩数据，根据提取的脉冲压缩数据完成测高处理，得到目标的高度信息，并目标的高度信息发送给通讯控制器；
通讯控制器，所述通讯控制器将目标的方位和距离信息、目标的高度信息对齐处理后，分别发送至终端显示器及主监控器；
主监控器，所述主监控器将自身获得目标的方位和距离信息、目标的高度信息进行反馈后发送至通讯控制器，通讯控制器根据获得的目标的方位和距离信息、目标的高度信息计算出目标的轨迹；
终端显示器，所述终端显示器显示所述目标的轨迹。
二、本发明的一种基于数据流脉冲雷达信号处理方法，包括以下步骤：
步骤1，将脉冲雷达接收到的回波信号通过模/数(A/D)转换器转化为数字信号。
具体实现为：将脉冲雷达接收的回波信号采用等时间间隔的窄脉冲串进行采样，采样过程需要遵守奈奎斯特采样定律，即采样频率fs必须大于信号频谱中最大频率fM的两倍，这样才能使采样后的频谱不发生混叠现象；然后将采样后得到的离散信号经过幅度量化后再进行编码，本实例中使用二进制编码方法，得到数字信号。
设经过二进制编码后得到的数字信号为x(n)，这时x(n)可表示为
x ( n ) = ( x r - 1 ( n ) 2 r - 1 + x r - 2 ( n ) 2 r - 2 + ... + x 0 n ) Δ A
式中：是一个r位的二进制数，或1(i＝0,1,…,r-1)；△A为模/数(A/D)转换器的幅度量化单位值，即量化间隔，n表示第n次采样。这样就将脉冲雷达天线接收到的模拟信号转化为数字信号，以便于后续的数字信号处理。
步骤2，使用光电转换器将步骤1得到的数字信号x(n)分为两路，第一路数字信号依次数字下变频、自适应旁瓣相消和数字波束合成后，形成第一数据流控制信息Xd1(n)；第二路数字信号依次数字下变频、自适应旁瓣相消后，形成第二数据流控制信息Xd2(n)；第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别是由对应的帧头、控制报文、数据信息和帧尾组成；其中，第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别包含有相应的工作模式信息和波位信息；然后将第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别打包发送至控制转换器，控制转换器分别添加相应的控制命令至第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)的相应帧头中，分别得到第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)，控制转换器再将第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)分别反馈给光电转换器，实现对光电转换器的反馈控制。
步骤2的具体子步骤为：
2.1将经过模/数(A/D)转换之后的数字信号x(n)与和分别相乘，便可完成数字混频，得到数字混频后的信号，再将数字混频后的信号经过低通滤波器，滤除高频分量，得到数字信号的下变频信号，也就是基带正交双路信号。其中，f0表示带限信号的中心频率，fs表示采样频率，n表示采样点数。
2.2脉冲雷达有主天线和辅助天线，每一种天线都有主瓣和旁瓣，本实例中的脉冲雷达选用3个辅助天线(辅助天线的具体数量由脉冲雷达的回波信号中的干扰信号数量决定，实际工程中一般选用3个辅助天线足以消除所有干扰信号)，通过脉冲雷达的辅助天线估计基带正交双路信号的干扰信号，光电转换器会根据估计得到的干扰信号自适应修改脉冲雷达主天线旁瓣的干扰信号的最优权值，并对脉冲雷达辅助天线旁瓣的干扰信号加权，使得进入脉冲雷达主天线旁瓣的干扰信号与进入脉冲雷达辅助天线旁瓣的干扰信号的干扰程度相当，然后通过相减来实现脉冲雷达的天线旁瓣的自适应相消，得到自适应旁瓣相消后的信号输出值。
2.3对自适应旁瓣相消后的信号输出值进行数字波束合成后，形成第一数据流控制信息Xd1(n)，使得自适应相消后的信号输出值在该数字波束合成数据的法线方向上达到最大，进而抑制其他方向上的干扰信号；将自适应旁瓣相消后的信号输出值，形成第二数据流控制信息Xd2(n)。
2.4将第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别打包发送至控制转换器，控制转换器再分别添加相应的控制命令至第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)的相应帧头中，第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)，控制转换器再将第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)分别反馈给光电转换器，实现对光电转换器的反馈控制。
步骤3，脉冲压缩器分别提取第一数据流命令信息Xc1(n)中的工作模式和波位码，以及第二数据流命令信息Xc2(n)中的工作模式和波位码，共同完成脉冲雷达的多通道幅相校正，提高脉冲雷达的距离分辨率和信噪比，然后对第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)分别进行脉冲压缩处理后，以帧格式的方式进行输出，输出分别为第一数据流压缩信息Xm1(n)和第二数据流压缩信息Xm2(n)。其中，第一数据流压缩信息Xm1(n)和第二数据流压缩信息Xm2(n)帧格式的结构一样，依次为固定帧头、帧对应报文、脉冲压缩回波数据、固定帧尾。
脉冲雷达的每个回波信号的属性信息填写在帧对应报文中(具体帧对应报文的个数根据处理信息量要求而定，系统复杂时就需要增加报文以存储属性信息)。本实例中使用24个帧对应报文即可包含脉冲雷达所有回波信号的属性信息。
其中，第一数据流压缩信息Xm1(n)的帧对应报文有其对应含义，如表1所示。
表1
报文1 工作频点及频率、波形捷变方式
报文2 杂波图工作方式、波位码、脉冲码
报文3 波形码
报文4 对消方式(AMTI/MTI/MTD)
报文5 机械方位
报文6 水平电方位
报文7 仰角电方位
报文8 波位脉冲码、脉组码
报文9 仰角区跟踪码、波位重复跟踪码
报文10 静默标志位、波束选择
报文11 脉冲处理方式
报文12 工作模式、状态码、回扫码、波位顺序码
报文13 GPS时间
报文14 AMTI最大抑制频率
报文15 副瓣对消、匿影
报文16 异步干扰门限、阵元发射码
报文17 时序码、测高方式
报文18 脉冲1脉压前数据
报文19 脉冲2脉压前数据
报文20 备份
报文21 右波束1噪声均值
报文22 右波束2噪声均值
报文23 左波束1噪声均值
报文24 左波束2噪声均值
由于第二数据流压缩信息Xm2(n)没有经过波束合成，使得其帧对应报文中与表1相比只是没有报文21～报文24这四个左、右波束噪声均值，其他报文与表1中相同，但缺少的四个报文位置预留着。第二数据流压缩信息Xm2(n)的帧对应报文及其对应含义如表2所示。
表2
报文1 工作频点及频率、波形捷变方式
报文2 杂波图工作方式、波位码、脉冲码
报文3 波形码
报文4 对消方式(AMTI/MTI/MTD)
报文5 机械方位
报文6 水平电方位
报文7 仰角电方位
报文8 波位脉冲码、脉组码
报文9 仰角区跟踪码、波位重复跟踪码
报文10 静默标志位、波束选择
报文11 脉冲处理方式
报文12 工作模式、状态码、回扫码、波位顺序码
报文13 GPS时间
报文14 AMTI最大抑制频率
报文15 副瓣对消、匿影
报文16 异步干扰门限、阵元发射码
报文17 时序码、测高方式
报文18 脉冲1脉压前数据
报文19 脉冲2脉压前数据
报文20 备份
报文21
报文22
报文23
报文24
步骤4，将第一数据流压缩信息Xm1(n)发送给检测处理器，将第二数据流压缩信息Xm2(n)发送给测高处理器。
步骤5，检测处理器对第一数据流压缩信息Xm1(n)进行杂波抑制和信号检测，获得目标的方位和距离信息。
具体过程为：检测处理器中包含数字信号处理器(DSP),使用检测处理器中的数字信号处理器(DSP)检测第一数据流压缩信息Xm1(n)后，将脉冲压缩器传来的24个帧对应报文中的部分报文信息(如检测处理器中的DSP中的存储区号、波位对消发送帧数、方位码以及GPS时间信息)更换并在24个帧对应报文后扩展一部分信息(这部分信息主要是检测处理器的DSP处理后的结果，包括目标的距离信息、速度值以及杂波图)，在本实例中扩展8个报文即可包含所有属性信息，形成32个帧对应报文信息，目的是为了测高处理器以及检测处理器后级的处理方便，经过波束合成产生的第一数据流压缩信息Xm1(n)经过检测处理器的DSP处理之后的报文格式如表3所示。
表3
报文1 工作频点及频率、波形捷变方式
报文2 杂波图工作方式、波位码、脉冲码
报文3 波形码
报文4 对消方式(AMTI/MTI/MTD)
报文5 机械方位
报文6 水平电方位
报文7 仰角电方位、DSP存储区号
报文8 波位脉冲码、脉组码
报文9 仰角区跟踪码、波位重复跟踪码
报文10 静默标志位、波束选择、PD22幅度方位码
报文11 脉冲处理方式
报文12 工作模式、状态码、回扫码、波位顺序码
报文13 GPS时间低16位
报文14 AMTI最大抑制频率、GPS时间高16位
报文15 副瓣对消、匿影、PD22强度方位码
报文16 异步干扰门限、阵元发射码
报文17 时序码、测高方式
报文18 脉冲1脉压前数据
报文19 脉冲2脉压前数据、PD6幅度方位码
报文20 备份、PD6强度方位码
报文21 右波束1噪声均值、PD8幅度方位码
报文22 右波束2噪声均值、PD8强度方位码
报文23 左波束1噪声均值、PD9幅度方位码
报文24 左波束2噪声均值、PD9强度方位码
报文25 DSP编号、错误类型、对消类型
报文26 幅度方位码、仰角帧状态、杂波图输出标志
报文27 DSP杂波图工作方式、通道数、波位对校总帧数
报文28 处理单元、正常支路递归噪声均值
报文29 盲区值、波位对消结果帧状态
报文30 仰角区对消结果帧数、仰角区波位总数
报文31 门限控制码、波位脉压帧数、对消支路噪声均值
报文32 DSP存储区号、波位脉压后帧数
步骤6，检测处理器将目标的方位和距离信息发送至测高处理器，测高处理器根据目标的方位和距离信息提取第一数据流压缩信息Xm2(n)中对应的脉冲压缩数据，并根据提取的脉冲压缩数据完成测高处理，得到目标的高度信息；检测处理器和测高处理器分别将目标的方位和距离信息、目标的高度信息发送至通讯控制器，通讯控制器再将目标的方位和距离信息、目标的高度信息对齐处理后，分别发送至终端显示器及主监控器，主监控器再将自身获得目标的方位和距离信息、目标的高度信息进行反馈后发送至通讯控制器；最后，通讯控制器根据获得的目标的方位和距离信息、目标的高度信息计算出目标的轨迹，并在终端显示器显示所述目标的轨迹。
三、本发明的效果通过以下雷达工作实验进一步说明。
(1)实验条件：
实验过程中，以**型号米波雷达系统为硬件平台，此系统采用基于数据流控制法的脉冲雷达信号处理方法，其中信号处理系统包括模/数(A/D)转换器、光电转换器、控制转换器、脉冲压缩器、检测处理器、测高处理器、通讯控制器、主监控器以及终端显示器，其中对消方式采用机载动目标显示(AMTI)算法。
机载动目标显示(AMTI)算法能根据雷达机载的实时速度调整滤波器结构，可有效抑制地物中处于慢动或静止状态的干扰物的杂波，是一种常用的抑制杂波算法。
(2)实验过程：
根据具体实施方式的步骤进行实验，然后通过比较进行杂波抑制前后的终端显示器显示的目标航迹图来验证本发明在雷达实际工作中的优良效果，参考图2，为该米波脉冲雷达系统对民航的检测效果图，可以清楚看到民航的航迹，效果明显；参考图3，为该米波脉冲雷达系统对军用直升机的跟踪效果图。
(3)结果分析：
由图2和图3可以看出，在基于数据流控制法的米波脉冲雷达系统中的天线旁瓣对消干净，并成功对目标进行了跟踪，实验效果好，并且使用本发明方法在处理过程中也有效解决了处理板之间的时间延迟，使各板间实现了对齐，如图4所示。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围，这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种基于数据流脉冲雷达信号处理系统，其特征在于，包括：
模/数转换器，所述模/数转换器将脉冲雷达接收到的回波信号转换器转化为数字信号；
光电转换器，所述光电转换器数字信号x(n)分为两路，第一路数字信号依次数字下变频、自适应旁瓣相消和数字波束合成后，形成第一数据流控制信息Xd1(n)；第二路数字信号依次数字下变频、自适应旁瓣相消后，形成第二数据流控制信息Xd2(n)；第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别是由对应的帧头、控制报文、数据信息和帧尾组成，其中，第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别包含有相应的工作模式信息和波位信息；然后将第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别打包发送至控制转换器；
控制转换器，所述控制转换器分别添加相应的控制命令至第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)的相应帧头中，分别得到第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)，控制转换器再将第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)分别反馈给光电转换器；
脉冲压缩器，所述脉冲压缩器分别提取第一数据流命令信息Xc1(n)中的工作模式和波位码，以及第二数据流命令信息Xc2(n)中的工作模式和波位码，共同完成脉冲雷达的多通道幅相校正，提高脉冲雷达的距离分辨率和信噪比，然后对第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)分别进行脉冲压缩处理后，以帧格式的方式进行输出，输出分别为第一数据流压缩信息Xm1(n)和第二数据流压缩信息Xm2(n)；其中，第一数据流压缩信息Xm1(n)和第二数据流压缩信息Xm2(n)帧格式的结构一样，依次为固定帧头、帧对应报文、脉冲压缩回波数据、固定帧尾；
检测处理器，所述检测处理器接收第一数据流压缩信息Xm1(n)，并对第一数据流压缩信息Xm1(n)进行杂波抑制和信号检测，获得目标的方位和距离信息，并将目标的方位和距离信息发送给通讯控制器；
测高处理器，所述测高处理器接收第二数据流压缩信息Xm2(n)，并根据目标的方位和距离信息提取Xm2(n)中对应的脉冲压缩数据，根据提取的脉冲压缩数据完成测高处理，得到目标的高度信息，并目标的高度信息发送给通讯控制器；
通讯控制器，所述通讯控制器将目标的方位和距离信息、目标的高度信息对齐处理后，分别发送至终端显示器及主监控器；
主监控器，所述主监控器将自身获得目标的方位和距离信息、目标的高度信息进行反馈后发送至通讯控制器，通讯控制器根据获得的目标的方位和距离信息、目标的高度信息计算出目标的轨迹；
终端显示器，所述终端显示器显示所述目标的轨迹。
2.一种基于数据流脉冲雷达信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将脉冲雷达接收到的回波信号通过模/数(A/D)转换器转化为数字信号；
步骤2，使用光电转换器将步骤1得到的数字信号x(n)分为两路，第一路数字信号依次数字下变频、自适应旁瓣相消和数字波束合成后，形成第一数据流控制信息Xd1(n)；第二路数字信号依次数字下变频、自适应旁瓣相消后，形成第二数据流控制信息Xd2(n)；第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别是由对应的帧头、控制报文、数据信息和帧尾组成，其中，第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别包含有相应的工作模式信息和波位信息；然后将第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别打包发送至控制转换器，控制转换器分别添加相应的控制命令至第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)的相应帧头中，分别得到第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)，控制转换器再将第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)分别反馈给光电转换器，实现对光电转换器的反馈控制；
步骤3，脉冲压缩器分别提取第一数据流命令信息Xc1(n)中的工作模式和波位码，以及第二数据流命令信息Xc2(n)中的工作模式和波位码，共同完成脉冲雷达的多通道幅相校正，提高脉冲雷达的距离分辨率和信噪比，然后对第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)分别进行脉冲压缩处理后，以帧格式的方式进行输出，输出分别为第一数据流压缩信息Xm1(n)和第二数据流压缩信息Xm2(n)。其中，第一数据流压缩信息Xm1(n)和第二数据流压缩信息Xm2(n)帧格式的结构一样，依次为固定帧头、帧对应报文、脉冲压缩回波数据、固定帧尾；
步骤4，将第一数据流压缩信息Xm1(n)发送给检测处理器，将第二数据流压缩信息Xm2(n)发送给测高处理器；
步骤5，检测处理器对第一数据流压缩信息Xm1(n)进行杂波抑制和信号检测，获得目标的方位和距离信息；
步骤6，检测处理器将目标的方位和距离信息发送至测高处理器，测高处理器根据目标的方位和距离信息提取第一数据流压缩信息Xm2(n)中对应的脉冲压缩数据，并根据提取的脉冲压缩数据完成测高处理，得到目标的高度信息；检测处理器和测高处理器分别将目标的方位和距离信息、目标的高度信息发送至通讯控制器，通讯控制器再将目标的方位和距离信息、目标的高度信息对齐处理后，分别发送至终端显示器及主监控器，主监控器再将自身获得目标的方位和距离信息、目标的高度信息进行反馈后发送至通讯控制器；最后，通讯控制器根据获得的目标的方位和距离信息、目标的高度信息计算出目标的轨迹，并在终端显示器显示所述目标的轨迹。
3.如权利要求2所述的一种基于数据流脉冲雷达信号处理方法，其特征在于，在步骤2中，使用光电转换器将步骤1得到的数字信号x(n)分为两路，第一路数字信号依次数字下变频、自适应旁瓣相消和数字波束合成后，形成第一数据流控制信息Xd1(n)；第二路数字信号依次数字下变频、自适应旁瓣相消后，形成第二数据流控制信息Xd2(n)；第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别是由对应的帧头、控制报文、数据信息和帧尾组成；其中，第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别包含有相应的工作模式信息和波位信息；然后将第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)分别打包发送至控制转换器，控制转换器分别添加相应的控制命令至第一数据流控制信息Xd1(n)和第二数据流控制信息Xd2(n)的相应帧头中，分别得到第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)，控制转换器再将第一数据流命令信息Xc1(n)和第二数据流命令信息Xc2(n)分别反馈给光电转换器，实现对光电转换器的反馈控制。
4.如权利要求2所述的一种基于数据流脉冲雷达信号处理方法，其特征在于，在步骤2中，所述自适应旁瓣相消，具体为：脉冲雷达有主天线和辅助天线，每一种天线都有主瓣和旁瓣；通过脉冲雷达的辅助天线估计下变频处理后的数字信号的干扰信号，光电转换器会根据估计得到的干扰信号自适应修改脉冲雷达主天线旁瓣的干扰信号的最优权值，并对脉冲雷达辅助天线旁瓣的干扰信号加权，使得进入脉冲雷达主天线旁瓣的干扰信号与进入脉冲雷达辅助天线旁瓣的干扰信号的干扰程度相当，然后通过相减来实现脉冲雷达的天线旁瓣的自适应相消。
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