洪興勇

　　（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所，安徽 合肥 230031）

       摘要：解距離模糊是中頻脈沖重復(fù)頻率的脈沖多普勒雷達(dá)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(dá)距離模糊問(wèn)題的算法,。該算法的運(yùn)算量較少，實(shí)時(shí)處理能力強(qiáng),。以3重CPI進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),，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(dá)信號(hào)處理的實(shí)時(shí)處理要求,。

　　關(guān)鍵詞：PD雷達(dá),；解距離模糊；快速,；余差查表法

　　中圖分類號(hào)：TN957文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI： 10.19358/j.issn.1674-7720.2017.04.025

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

0引言

　　機(jī)載雷達(dá)以下視方式探測(cè)低空目標(biāo)時(shí)，目標(biāo),、地海雜波和雷達(dá)三者之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng),，目標(biāo)回波強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地面和海雜波強(qiáng)度［1］。脈沖多普勒（PD）利用頻域?yàn)V波區(qū)分目標(biāo)和地海雜波,。PD在機(jī)載雷達(dá)信號(hào)處理上得到廣泛的應(yīng)用,。由于PD模式雷達(dá)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(wèn)題,。PD體制雷達(dá)的解模糊是機(jī)載雷達(dá)信號(hào)處理在實(shí)際應(yīng)用中的首要問(wèn)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(biāo)的檢測(cè)概率和虛警概率,，進(jìn)而直接影響機(jī)載雷達(dá)的數(shù)據(jù)處理,、跟蹤能力和探測(cè)威力。正確性和實(shí)時(shí)性是衡量解模糊算法的兩個(gè)要素,。

　　PD雷達(dá)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(xiàn)［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(lái)的,。孫子定理法優(yōu)點(diǎn)是快速準(zhǔn)確且計(jì)算量小,，其缺點(diǎn)是要求PRT兩兩互質(zhì)（互質(zhì)是指相互之間沒(méi)有公約數(shù)，但不一定都是質(zhì)數(shù)）和出錯(cuò)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(diǎn)是解模糊的精度很高，其缺點(diǎn)是運(yùn)算量大,。查表解模糊算法具有計(jì)算簡(jiǎn)單和出錯(cuò)概率小的優(yōu)點(diǎn),。利用余數(shù)法和查表法的優(yōu)點(diǎn),，本文提出了一種快速余差查表解距離模糊算法。

1PD雷達(dá)距離模糊問(wèn)題

　　設(shè)PD雷達(dá)發(fā)射信號(hào)的脈沖重復(fù)周期為Tr,，發(fā)射信號(hào)波長(zhǎng)為λ,，雷達(dá)探測(cè)回波目標(biāo)的時(shí)間延遲為t，c為光速,。t>Tr時(shí),，雷達(dá)發(fā)射脈沖探測(cè)目標(biāo)的回波要經(jīng)過(guò)幾個(gè)脈沖重復(fù)周期以后才能被雷達(dá)接收機(jī)接收到，使發(fā)射和接收脈沖頻譜對(duì)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(gè)目標(biāo)的頻譜,。這種現(xiàn)象稱作雷達(dá)模糊距離。雷達(dá)最大不模糊距離為：

　　Rmax=cTr2（1）

　　當(dāng)t≤Tr時(shí),PD雷達(dá)探測(cè)的目標(biāo)距離不模糊,如圖1所示; 當(dāng)t>Tr時(shí),PD雷達(dá)探測(cè)的距離模糊,，如圖2所示,。

　　PD雷達(dá)產(chǎn)生距離模糊的原因是：PD雷達(dá)無(wú)法直接區(qū)分一個(gè)特定回波是哪個(gè)脈沖所發(fā)射的。

　　PD體制雷達(dá)采用多個(gè)不同脈沖重復(fù)頻率（CPI=1/PRF）fi的發(fā)射信號(hào)解決距離模糊問(wèn)題,。PD雷達(dá)系統(tǒng)帶寬B決定的距離單元大小ΔR,，ΔR=C2B。假設(shè)有N個(gè)脈沖重復(fù)頻率fi(1,2,…,N),，不同fi(1,2,…,N)所對(duì)應(yīng)的距離單元數(shù)分別為Ri(1,2,…,N),，目標(biāo)回波在N個(gè)不同fi所對(duì)應(yīng)的可視距離分別為ri(1,2,…,N)，則雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)的真實(shí)距離單元為R,，其中,，Ri、ri和R都是以距離單元為單元,。N個(gè)CPI測(cè)出一組相關(guān)測(cè)量值,，并組成一個(gè)同余方程組：

　　ri=R%Ri,i=1,2,…,N（2）

　　該式形成過(guò)程是一維空間到多維有限空間變換。而解模糊問(wèn)題其實(shí)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

　　解距離模糊總是在脈沖雷達(dá)最大探測(cè)距離單元數(shù)和最小探測(cè)距離單元數(shù)之間進(jìn)行求同余方程,。在每個(gè)CPI 中，目標(biāo)距離的最大模糊次數(shù)是有限的,。所以本文在雷達(dá)探測(cè)威力范圍內(nèi),，以每個(gè)重頻CPI的最大不模糊距離的整數(shù)倍數(shù)為步進(jìn)，分別計(jì)算出r′1,r′2,...,r′M存放到解距離模糊表中,。3重CPI余差表的建立步驟如下：

　　（1）在雷達(dá)探測(cè)威力范圍內(nèi),，分別列出目標(biāo)對(duì)于每個(gè)PRF所有可能的距離模糊倍數(shù)對(duì)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),。

　?。?）按照3重CPI計(jì)算的Rua1、Rua2,、Rua3從小到大排列,。

　　（3）根據(jù)雷達(dá)探測(cè)距離的最大距離單元數(shù)R′max和最小距離單元數(shù)R′min,，以3重CPI建立余差距離表如表1所示,。

　　（4）PD雷達(dá)探測(cè)某個(gè)距離為R的目標(biāo),，從表1快速查找每個(gè)CPI所對(duì)應(yīng)的可視距離mod(R,Ruai),，查找結(jié)果大于或等于2個(gè)CPI ，則表明解距離模糊完成,，PD雷達(dá)在距離R上所探測(cè)目標(biāo)是實(shí)際存在的目標(biāo),。

　　（5）如果i<K,跳轉(zhuǎn)到步驟（3）和（4）,。表1距離模糊余差表距離單元號(hào)CPI1CPI2CPI3R′minMod(R′min,Rua1)Mod(R′min,Rua2)Mod(R′min,Rua3)R′Mod(R′,Rua1)Mod(R′,Rua2)Mod(R′,Rua3)R′maxMod(R′max,Rua1)Mod(R′max,Rua2)Mod(R′max,Rua3)

3算法工程實(shí)現(xiàn)

　　根據(jù)各個(gè)CPI探測(cè)目標(biāo)經(jīng)恒虛警（CFAR）檢測(cè)后的點(diǎn)跡原始信息,，填寫(xiě)模糊距離表。圖3解距離模糊的流程圖如果滿足解模糊準(zhǔn)則,，則輸出目標(biāo)點(diǎn)跡的幅度和頻道信息,；如果不滿足解模糊準(zhǔn)則，則判斷是否解距離模糊結(jié)束,。如果解距離模糊沒(méi)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(shí)現(xiàn)流程如圖3所示,。

4仿真實(shí)驗(yàn)

　　本文以3重CPI為例,，采用2/3準(zhǔn)則，PD雷達(dá)系統(tǒng)帶寬為0.5 MHz,，雷達(dá)探測(cè)最大距離單元數(shù)為6 000,。利用本文提出的算法對(duì)雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)經(jīng)CFAR檢測(cè)后的回波進(jìn)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(lái)表示目標(biāo)點(diǎn)跡信息,。每個(gè)CPI在CFAR檢測(cè)后的目標(biāo)很多,，且該目標(biāo)包括很多噪聲，解距離模糊后CPI1,、CPI2和CPI3所探測(cè)的目標(biāo)點(diǎn)跡分別如圖4~圖6所示,。

　　通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)可知，圖4~圖6表示該算法的運(yùn)算能力能夠達(dá)到雷達(dá)信號(hào)處理在某一波位上實(shí)時(shí)處理能力的要求,，保證解模糊結(jié)果具有很高準(zhǔn)確性,，可有效抑制虛警概率。

5結(jié)論

　　本文提出一種針對(duì)PD雷達(dá)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,。以重CPI為例,，滿足2/3準(zhǔn)則，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,，該算法可有效地降低解距離模糊的運(yùn)算量，適應(yīng)PD雷達(dá)信號(hào)處理對(duì)于實(shí)時(shí)性的要求,，并且具有很高的解模糊準(zhǔn)確率,，能有效抑制虛假目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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