雷达信号处理

雷达方面介绍

雷达信号处理

在第二次世界大战之后，特别是近几十年来随着电子技术的发展，无线电子技术在现代武器装备的使用中越来越广泛，使得雷达技术 得到了突飞猛进的发展，目前雷达在军事和民用领域已经被广泛的应用，使用雷达不仅能够进行目标的探测、定位和跟踪，而且还可以进行导航、遥感、天气预报及空中交通管制等方面的应用。雷达已成为信息获取和精确制导领域中使用最广泛、地位最重要的装备，它能够在广大作战地域内及时、准确、全面地获取各目标信息。雷达发现并测定目标的位置是利用目标对电磁波的反射现象实现的[1]。通常，雷达要探测的目标是运动着的飞机、导弹、舰艇、坦克等物体。当雷达将目标探测到后，就要从目标回波中提取有关信息，但是目标的周围不可避免的存在着地物、云雨、海浪及金属箔条等背景。进行目标的探测会受到这些背景所产生的回波带来的负面影响，将其称为杂波或无源干扰。如果目标处在杂波背景中，弱的目标可能会淹没在强杂波中，而且强的杂波还会使雷达接收机过载。由于强度通常比有用信号大几十分贝的杂波伴随着目标信号一同进入雷达接收机，给目标的检测造成了很大的干扰，因此，信号检测的关键技术之一就是杂波抑制技术[1]。

目前，有很多用于杂波抑制的措施，其中与信号处理相关的抑制杂波的方法主要包括：动目标显示(MTI)技术、动目标检测(MTD)技术和脉冲多普勒(PD)技术等，统称为频域处理，它们的机理是利用目标和杂波相对雷达运动速度的不同而引起多普勒的差异，进而通过滤波来抑制杂波，从而进行动目标的信息的提取。

随着超大规模集成电路(VLSI)技术和计算机辅助设计(CAD)技术的发展，现场可编程门阵列(FPGA，Field programmable Gate Array)出现了。FPGA于1985首次推出，它是一种新型的高密度PLD，采用CMOS-SRAM工艺制作。与门阵列PLD不同，FPGA内部由许多独立的可编程逻辑模块(CLB)组成，逻辑块之间可以灵活地相互连接。FPGA通常包含三类可编程资源：可编程逻辑功能模块、可编程工I/0块和可编程互连。可编程逻辑功能是实现用户功能的基本单元，它们通常排列成一个阵列，散布于整个芯片；可编程I/0块完成芯片上逻辑与外部封装脚的接口，常围绕着阵列与芯片四周；可编程内部互连包括各种长度的线段和编程连接开关，它们将各个可编程逻辑块或I/0块连接起来，构成特定功能的电路。FPGA的优点是器件集成度高、体积小，具有通过用户编程实现专门应用的功能。它允许电路设计者利用基于计算机的开发平台，经过设计输入、仿真、测试和校验，直到达到预期的结果。使用FPGA器件可以大大缩短系统的研制周期，减少资金投入。[2]更吸引人的是，采用FPGA器件可以将原来的电路板级产品集成为芯片级产品，从而降低了功耗，提高了可靠性，同时还可以很方便地对设计进行在线修改。设计人员可以现场对器件进行编程。

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