洪興勇

(中國電子科技集團公司第三十八研究所，安徽 合肥 230031)

基于快速余差查表法的脈沖多普勒雷達解距離模糊算法

洪興勇

(中國電子科技集團公司第三十八研究所，安徽 合肥 230031)

解距離模糊是中頻脈沖重復(fù)頻率的脈沖多普勒雷達關(guān)鍵技術(shù)之一。提出了采用快速余差查表法有效解決PD雷達距離模糊問題的算法。該算法的運算量較少，實時處理能力強。以3重CPI進行仿真實驗，表明該算法能夠保證低虛警概率和較高的解模糊的正確性，并能夠滿足PD雷達信號處理的實時處理要求。

PD雷達；解距離模糊；快速；余差查表法

0 引言

機載雷達以下視方式探測低空目標時，目標、地海雜波和雷達三者之間存在相對運動，目標回波強度遠遠小于地面和海雜波強度[1]。脈沖多普勒(PD)利用頻域濾波區(qū)分目標和地海雜波。PD在機載雷達信號處理上得到廣泛的應(yīng)用。由于PD模式雷達大多采用高中脈沖重復(fù)頻率(PRF)，因此存在距離和速度模糊的問題。PD體制雷達的解模糊是機載雷達信號處理在實際應(yīng)用中的首要問題。解模糊的性能取決于解模糊算法，解模糊算法的好壞直接影響目標的檢測概率和虛警概率，進而直接影響機載雷達的數(shù)據(jù)處理、跟蹤能力和探測威力。正確性和實時性是衡量解模糊算法的兩個要素。

PD雷達采用多重頻的PRT方式避免距離模糊現(xiàn)象發(fā)生。最近文獻[2-3]提出新算法：余差查表法、群算法、滑窗相關(guān)器法和加權(quán)快速聚類法解距離模糊，而這些算法都是在孫子定理(余數(shù)法)、查表法和一維聚類基礎(chǔ)上提出來的。孫子定理法優(yōu)點是快速準確且計算量小，其缺點是要求PRT兩兩互質(zhì)(互質(zhì)是指相互之間沒有公約數(shù)，但不一定都是質(zhì)數(shù))和出錯概率很大(由于各種干擾、噪聲和雜波存在)。一維集算法優(yōu)點是解模糊的精度很高，其缺點是運算量大。查表解模糊算法具有計算簡單和出錯概率小的優(yōu)點。利用余數(shù)法和查表法的優(yōu)點，本文提出了一種快速余差查表解距離模糊算法。

1 PD雷達距離模糊問題

圖1 距離不模糊

設(shè)PD雷達發(fā)射信號的脈沖重復(fù)周期為Tr，發(fā)射信號波長為λ，雷達探測回波目標的時間延遲為t，c為光速。t>Tr時，雷達發(fā)射脈沖探測目標的回波要經(jīng)過幾個脈沖重復(fù)周期以后才能被雷達接收機接收到，使發(fā)射和接收脈沖頻譜對應(yīng)關(guān)系在頻域出現(xiàn)混亂現(xiàn)象，在同一距離上可能出現(xiàn)幾個目標的頻譜。這種現(xiàn)象稱作雷達模糊距離。雷達最大不模糊距離為：

(1)

當t≤Tr時,PD雷達探測的目標距離不模糊,如圖1所示; 當t>Tr時,PD雷達探測的距離模糊，如圖2所示。

圖2 距離模糊

PD雷達產(chǎn)生距離模糊的原因是：PD雷達無法直接區(qū)分一個特定回波是哪個脈沖所發(fā)射的。

ri=R%Ri,i=1,2,…,N

(2)

該式形成過程是一維空間到多維有限空間變換。而解模糊問題其實就是從多維有限空間到一維有限空間變換[4]。

2 建立距離余差表

(1)在雷達探測威力范圍內(nèi)，分別列出目標對于每個PRF所有可能的距離模糊倍數(shù)對應(yīng)的距離R1,R2,…，RK，其中，K取決于Rki=ri+kiRuai(i=1,2,3)中的ki(i=1,2,3)。

(2)按照3重CPI計算的Rua1、Rua2、Rua3從小到大排列。

(4)PD雷達探測某個距離為R的目標，從表1快速查找每個CPI所對應(yīng)的可視距離mod(R,Ruai)，查找結(jié)果大于或等于2個CPI，則表明解距離模糊完成，PD雷達在距離R上所探測目標是實際存在的目標。

(5)如果i

表1 距離模糊余差表

3 算法工程實現(xiàn)

圖3 解距離模糊的流程圖

根據(jù)各個CPI探測目標經(jīng)恒虛警(CFAR)檢測后的點跡原始信息，填寫模糊距離表。如果滿足解模糊準則，則輸出目標點跡的幅度和頻道信息；如果不滿足解模糊準則，則判斷是否解距離模糊結(jié)束。如果解距離模糊沒有結(jié)束，則將距離單元加1重新解距離模糊。解距離模糊的工程實現(xiàn)流程如圖3所示。

4 仿真實驗

本文以3重CPI為例，采用2/3準則，PD雷達系統(tǒng)帶寬為0.5 MHz，雷達探測最大距離單元數(shù)為6 000。利用本文提出的算法對雷達探測目標經(jīng)CFAR檢測后的回波進行解距離模糊，最后輸出結(jié)果是以距離單元和多普勒頻道來表示目標點跡信息。每個CPI在CFAR檢測后的目標很多，且該目標包括很多噪聲，解距離模糊后CPI1、CPI2和CPI3所探測的目標點跡分別如圖4～圖6所示。

通過仿真實驗可知，圖4～圖6表示該算法的運算能力能夠達到雷達信號處理在某一波位上實時處理能力的要求，保證解模糊結(jié)果具有很高準確性，可有效抑制虛警概率。

通過仿真實驗可知，圖4～圖6表示該算法的運算能力能夠達到雷達信號處理在某一波位上實時處理能力的要求，保證解模糊結(jié)果具有很高準確性，可有效抑制虛警概率。

圖4 解距離模糊CPI的目標點跡

圖5 解距離模糊后CPI2的目標點跡

5 結(jié)論

本文提出一種針對PD雷達的基于快速余差查表法的解距離模糊算法，該算法關(guān)鍵就是建立余差距離表。以3重CPI為例，滿足2/3準則，進行仿真實驗。仿真實驗結(jié)果表明，該算法可有效地降低解距離模糊的運算量，適應(yīng)PD雷達信號處理對于實時性的要求，并且具有很高的解模糊準確率，能有效抑制虛假目標。

圖6 解距離模糊后CPI3的目標點跡

[1] 賁德,韋傳安,林幼權(quán).機載雷達技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.

[2] 曾濤,龍騰.一種脈沖多普勒雷達解模糊新算法[J].電子學(xué)報,2000,28(12):99-101.

[3] 吳濤,屈強,袁嗣杰,等.一種低重頻脈沖雷達速度模糊解算的新方法[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報,2009，21(S2)：31-33，42.

[4] 洪一.脈沖多普勒雷達的速度模糊求解[J].現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù),1995(1)：18-23.

德州儀器(TI)推出0.33英寸全高清DLP?Pico?芯片組，作為業(yè)內(nèi)同類型產(chǎn)品中最小的1080p顯示解決方案提供無可比擬的亮度性能

德州儀器(TI)近日發(fā)布了DLP Pico 0.33英寸全高清芯片組，以回應(yīng)品牌及開發(fā)人員的期待——他們亟需一款能夠集成1080p投影顯示且外形尺寸更小的產(chǎn)品平臺。該款業(yè)內(nèi)最小的1080p顯示解決方案包含DLP3310數(shù)字微鏡器件(DMD)和DLPC3437控制器。通過采用久經(jīng)驗證的DLP MEMS技術(shù)，全新的DLP3310可以提供業(yè)內(nèi)0.3英寸成像面板中最高的亮度性能。這款最新的DLP產(chǎn)品展現(xiàn)了TI對于更小外形尺寸、出色的圖像質(zhì)量和高系統(tǒng)效率方面的承諾，從而幫助客戶設(shè)計和集成微型高清顯示。如需了解更多信息，請訪問www.ti.com/dlp3310。

憑借0.33英寸芯片組，開發(fā)人員可以創(chuàng)造出眾多小巧緊湊、便攜式的顯示應(yīng)用，諸如移動智能電視、內(nèi)置電池微型投影儀、智能家居投影顯示、數(shù)字標牌和工業(yè)解決方案。

0.33英寸全高清DLP Pico芯片組的關(guān)鍵特性和優(yōu)勢：

·業(yè)內(nèi)最小且最亮的1080p解決方案：DMD的快速切換速度使得每個微鏡在每一幀都能夠在屏幕上顯示兩個完全不同且獨立的像素。這款DLP解決方案不僅可以在屏幕上提供1080p分辨率，更帶來業(yè)內(nèi)同尺寸等級中最高的亮度性能，為緊湊型顯示產(chǎn)品的開發(fā)人員提供強大的全新組合。

·清晰銳利的圖像和視頻：久經(jīng)驗證的DLP技術(shù)提供高顏色保真(高達16M色)，以實現(xiàn)鮮活靈動且色彩斑斕的圖像。

·功效：全新的DLP芯片組所具有的高功效滿足了電池供電類設(shè)備對于顯示功能日益升高的要求。

TI與業(yè)內(nèi)最廣泛的微型光引擎生產(chǎn)商伙伴合作，使得開發(fā)人員可以獲取成熟的光學(xué)模組，進而加快產(chǎn)品開發(fā)進度并縮短客戶創(chuàng)新產(chǎn)品的上市時間。

現(xiàn)在，包括深圳安華光電技術(shù)有限公司、中強光電股份有限公司、Digital Optics Co. Ltd, 迅達光電、揚明光學(xué)等在內(nèi)的制造商正在計劃基于DLP3310的光學(xué)模塊的生產(chǎn)。

(TI公司供稿)

Algorithms of range ambiguity resolution for pulse Doppler radar based on high speed residues′ difference look-up table

Hong Xingyong

(No.38 Research Institute,China Electronics Technology Group Corporation, Hefei 230031,China)

Ambiguity resolution in range is one of the key technologies in medium-PRF PD radar. In this paper, a high speed residues’ difference look-up table algorithm is introduced to solve the range ambiguity problem of PD radar. The algorithm has low computation cost and high real-time processing ability. Three-CPI simulation experimental results show that the algorithm has advantages of low false probability and high accuracy in ambiguity resolution, and also can satisfy the demand of PD radar real-time signal processing.

PD radar; ambiguity resolution in range; high speed ;residues’ difference look-up table algorithm

TN957

A

10.19358/j.issn.1674- 7720.2017.04.025

洪興勇.基于快速余差查表法的脈沖多普勒雷達解距離模糊算法[J].微型機與應(yīng)用，2017,36(4)：84-86.

2016-09-18)

洪興勇(1978-)，通信作者，男，博士，工程師，主要研究方向：信號處理，體系結(jié)構(gòu)等。E-mail：hongxingyong38@163.com。