中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十二研究所 趙新雪 張永利

本文闡述了一種雷達(dá)回波數(shù)據(jù)的處理及顯示的方法。將雷達(dá)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算得到各數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置信息、回波強(qiáng)度、后向散射系數(shù)等，將回波強(qiáng)度進(jìn)行歸一化處理，換算成為灰度值，通過在坐標(biāo)系中打出灰度不同的點(diǎn)可以直觀地反映相應(yīng)位置的回波強(qiáng)度，通過控件可設(shè)置顯示方式為P顯（扇形坐標(biāo)系）或B顯（直角坐標(biāo)系），鼠標(biāo)在坐標(biāo)系中的亮點(diǎn)上停留時(shí)，顯示該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置信息。本文給出了該方法在VC++6.0下的實(shí)現(xiàn)方式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，該數(shù)據(jù)處理和顯示方法具有可操作性和實(shí)用性．

雷達(dá)偵察相比于可見光偵察具有偵察距離遠(yuǎn)，受天氣影響小的特點(diǎn)，因而在軍事領(lǐng)域起到了巨大的作用。本文闡述了一種雷達(dá)回波數(shù)據(jù)的處理及顯示方法，能夠在坐標(biāo)系中直觀地反映相應(yīng)位置的回波強(qiáng)度，同時(shí)可通過控件設(shè)置顯示方式為P顯（扇形坐標(biāo)系）或B顯（直角坐標(biāo)系），鼠標(biāo)在坐標(biāo)系中的亮點(diǎn)上停留時(shí)，顯示該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置信息。本文給出了該方法在VC++6.0下的實(shí)現(xiàn)方式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，該數(shù)據(jù)處理和顯示方法具有可操作性和實(shí)用性。

1 定義數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)

為提高數(shù)據(jù)的讀寫效率，本顯示控件采用結(jié)構(gòu)體數(shù)組存儲(chǔ)雷達(dá)回傳的回波數(shù)據(jù)，首先定義結(jié)構(gòu)體：

用來(lái)存儲(chǔ)每一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的信息。

根據(jù)雷達(dá)的最大掃描范圍定義結(jié)構(gòu)體數(shù)組，存放所有數(shù)據(jù)點(diǎn)的信息：

RadarDataInfo m_RadarDataInfo[1201000];// -60～60°，0.1°/幀，每幀回傳1000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。

2 數(shù)據(jù)加載

2.1 回波強(qiáng)度計(jì)算

回波強(qiáng)度即為回波功率，計(jì)算方法如下：

其中，fLogPower為某個(gè)距離單元的回波強(qiáng)度，單位：dB，nVoltage為該距離單元回波的數(shù)據(jù)。

2.2 回波灰度計(jì)算

為了進(jìn)行灰度圖像顯示，需要將回波強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為灰度值?；叶葓D像中像素的亮度稱為灰度值，灰度值為0～255之間的整數(shù)?；叶戎档挠?jì)算采用如下方法：

將接收到的回波強(qiáng)度相對(duì)于最大強(qiáng)度f(wàn)LogPowermax進(jìn)行歸一化處理，得到[0,1]區(qū)間的小數(shù)，然后映射到0～255的灰度級(jí)別上?；叶戎档挠?jì)算公式為：

式中，nGray為當(dāng)前點(diǎn)的灰度值，fLogPower為當(dāng)前點(diǎn)的回波強(qiáng)度，fLogPowermax為回波強(qiáng)度的最大值，該值由信號(hào)處理機(jī)A/D轉(zhuǎn)換器的最大量程決定。

2.3 RCS計(jì)算

由雷達(dá)方程可得RCS與回波功率之間關(guān)系如下：

其中，B=A×ΔR×Δθ為定標(biāo)系數(shù)，ΔR為距離分辨率，Δθ為方位分辨率，R即為距離fDistance。上式中各項(xiàng)均為線性值，轉(zhuǎn)化為對(duì)數(shù)值，可得：

2.4 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)繪圖位置

首先獲取顯示控件的區(qū)域大小，確定坐標(biāo)原點(diǎn)的位置，記為x0,y0，根據(jù)與雷達(dá)下位機(jī)的通信協(xié)議，計(jì)算各回波數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的位置角度、距離、進(jìn)而換算成P顯坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的x、y坐標(biāo)：

3 顯示控制

定義顯示模式切換接口，設(shè)置標(biāo)志位m_bPDisplay,標(biāo)志位為1時(shí)顯示P顯，為0時(shí)顯示B顯，在繪制圖形前先判斷標(biāo)志位，從而確定繪制的坐標(biāo)系。

4 圖形繪制

首先繪制坐標(biāo)軸，在P顯模式下使用pDC-＞AngleArc(nC enterX,nCenterY,fRadius,0,180)函數(shù)繪制半圓弧形坐標(biāo)軸，使用pDC-＞MoveTo(nX0,nY0)確定起點(diǎn)，pDC-＞LineTo(nX,nY)繪制(nX0,nY0)至(nX,nY)的直線坐標(biāo)軸，使用pDC-＞TextOut(nX,nY,str)繪制刻度。

坐標(biāo)軸繪制完成后，開始繪制雷達(dá)信號(hào)，利用循環(huán)遍歷m_RadarDataInfo[1201000]中的所有回波信號(hào)：

根據(jù)計(jì)算的回波信號(hào)灰度值定義繪制不同兩都的點(diǎn)

使用pDC-＞SetPixel(nX,nY,crColor)，繪制信號(hào)點(diǎn)，由于回波信號(hào)的原始位置信息為相位+距離，需使用三角函數(shù)換算至直角坐標(biāo)系，計(jì)算過程中存在一定的誤差，因此m_RadarDataInfo結(jié)構(gòu)體數(shù)組中可能存在坐標(biāo)相同的繪制點(diǎn)，因此繪圖前可先進(jìn)行判定，若該點(diǎn)已繪制過，則跳入下一循環(huán)繪制其他點(diǎn)，可大大提高繪圖效率。

圖1 P顯模式下的雷達(dá)回波信號(hào)

圖2 B顯模式下的雷達(dá)回波信號(hào)

為動(dòng)態(tài)顯示當(dāng)前掃描的位置，可在坐標(biāo)軸上方根據(jù)當(dāng)前方位角繪制提示圓點(diǎn)。

5 鼠標(biāo)懸停位置信息顯示

添加OnMouseHover（）函數(shù)響應(yīng)，獲取鼠標(biāo)位置，計(jì)算出該點(diǎn)在坐標(biāo)系中相對(duì)位置，得到所指回波信號(hào)的角度和距離參數(shù)，顯示在控件左上方。

6 結(jié)論

在VC++6.0開發(fā)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了一種雷達(dá)回波數(shù)據(jù)處理及顯示方法，可對(duì)雷達(dá)的回波數(shù)據(jù)處理后，在不同的坐標(biāo)系中進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，在P顯中繪制的雷達(dá)回波如圖1所示。

在B顯中繪制的雷達(dá)回波如圖2所示。