[发明专利]一种雷达信号处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种雷达信号处理系统。

背景技术

雷达，是英文Radar的音译，源于radio detection and ranging的缩写，意思为"无线电探测和测距"，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此，雷达也被称为“无线电定位”。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。

雷达信号处理机，控制发射通道产生线性调频脉冲信号经上变频、收发开关和和差比较器后由馈源天线发射出去，目标反射的回波信号经馈源天线后通过和差比较器形成和、方位差、俯仰差三路信号，经收发开关后进行下变频后得到中频信号。整个雷达信号处理机对于得到的中频信号需要进行中频信号检测、距离跟踪、速度跟踪以及角度跟踪的信号处理流程。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种雷达信号处理系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种雷达信号处理系统，包括第一A/D转换模块、第一数字下变频模块、距离波门选通模块、第一脉冲压缩模块、第一相参积累MTD模块、恒虚警检测模块、点迹凝聚模块、跟踪波门模块、距离定心处理模块、测距模块、第一卡尔曼滤波模块/α-β滤波模块、速度门跟踪模块、速度定心处理模块、测速模块、第二卡尔曼滤波模块/α-β滤波模块、速度补偿模块、第二A/D转换模块、第二数字下变频模块、距离波门选通模块、第二脉冲压缩模块、第二相参积累MTD模块、测角模块；

第一A/D转换模块接收外部中频回波和信号并直接在中频对信号进行A/D采样后发送至第一数字下变频模块，第一数字下变频模块对数字中频信号进行处理后输出两路I/Q和通道信号，两路I/Q和通道信号通过距离波门选通模块进入，依次经过脉冲压缩模块、相参积累MTD模块、恒虚警检测模块后检测到目标，所述的目标输出至点迹凝聚进行点迹凝聚后形成距离信息分别输出至测角模块、跟踪波门模块和速度门跟踪模块；

其中经过凝聚后的距离信息经跟踪波门模块、距离定心处理模块后进入测距模块进行无模糊测距，测距后经第一卡尔曼滤波/α-β滤波模块产生距离选通波门，使距离波门选通模块的波门中心对准回波所检测到的目标信号；

经过凝聚后的距离信息经速度门跟踪模块、速度定心处理模块后进入测速模块进行测速，测速后经第二卡尔曼滤波/α-β滤波模块进行滤波，滤波后的信号进入速度补偿模块进行补偿，速度补偿模块的补偿信号输出至第一脉冲压缩模块和第二脉冲压缩模块；

第二A/D转换模块接收外部中频回波差信号并直接在中频对信号进行A/D采样后发送至第二数字下变频模块，第二数字下变频模块对数字中频信号进行处理后输出两路I/Q差通道信号，两路I/Q差通道信号通过距离波门选通模块依次经过第二脉冲压缩模块、第二相参积累MTD模块后获得多普勒信息，将多普勒信息输出至测角模块；测角模块根据目标个数、距离信息、多普勒信息、幅度信息、目标偏离天线法线角度计算出实际的多普勒频率从而确定目标的角度。

所述的第一数字下变频模块和第二数字下变频模块包括正交化单元、数控振荡器NCO、乘法器、FIR低通滤波器和抽取单元，正交化单元接收来自A/D转换模块的数字中频信号并进行正交化形成正交的I/Q两路信号，两路信号分别与数控振荡器NCO形成的正交本振序列相乘，并分别输出至各路的FIR低通滤波器，低通滤波器取出基带信号滤除高频成分，抽取单元将基带信号进行抽取降低信号速率，抽取单元的输出端与距离波门选通模块连接。

所述的第一脉冲压缩模块和第二脉冲压缩模块用于实现匹配滤波，采用时域脉冲压缩模块或者频域脉冲压缩模块；

所述的时域脉冲压缩模块包括四个FIR匹配滤波器和两个加法器；其中，第一FIR匹配滤波器和第二FIR匹配滤波器的第一输入端均接收I路信号，第一FIR匹配滤波器和第二FIR匹配滤波器的第二输入端分别接收脉冲响应序列，第一FIR匹配滤波器和第二FIR匹配滤波器进行卷积运算后分别输出至第一加法器的第一输入端和第二加法器的第一输入端；第三FIR匹配滤波器和第四FIR匹配滤波器的第一输入端均接收Q路信号，第三FIR匹配滤波器和第四FIR匹配滤波器的第二输入端分别接收脉冲响应序列，第三FIR匹配滤波器和第四FIR匹配滤波器进行卷积运算后分别输出至第一加法器的第二输入端和第二加法器的第二输入端；第一加法器和第二加法器经过加法运算后分别输出I/Q两路匹配滤波后的信号；