在FPGA中实现了气象杂波图的设计与解决了边缘问题.doc
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1、在FPGA中实现了气象杂波图的设计与解决了边缘问题1 引 言无论什么体制的雷达都会受到其工作环境中的噪声和杂波的干扰,从噪声和杂波中发现目标是雷达信号处理的基本任务。在碧空如洗的天空,空中目标检测是最容易的,随着气象变化,会遇到云、雨、雪、冰雹等不同天气,那时目标检测变得相对困难了。各国都有专门的气象雷达用来分析上述气象目标,但对于检测飞机、导弹等飞行目标而言,这些气象目标称之为气象杂波。本文将立体杂波图应用于气象杂波的CFAR处理,根据当前杂波环境的变化实时地产生杂内杂外标志,从而选择不同的信号处理支路处理当前气象杂波,提高了雷达的检测性能,降低了虚警概率。2 气象杂波立体杂波包括:气象杂波
2、、箔条杂波、地杂波等杂波,但气象杂波不同于地杂波等其他类型的立体杂波,他有其自身的特殊性,气象杂波一般情况下并非静止不动的,其各处的厚度也不一样,分布不均匀,尤其是稀薄带分布的随机性,气象杂波的这些特点使得他的边缘情况十分复杂,在处理时也增大了难度,因为检测门限稍微偏高的话,稀薄处的气象杂波在处理时就成为了杂外;相反,如果门限稍微偏低,那么稀薄处的气象杂波在处理时就成为了杂内,不同的判断将导致不同的处理选择。本文将重点讨论这种边缘效应的处理。一般情况下,气象杂波的回波幅度服从瑞利分布2,若以x表示气象杂波回波的包络幅度,以表示他的平均功率(即标准差),则x的概率密度函数为:3建立杂波图的算法对
3、于气象杂波要考虑到气象杂波运动的特点,合理选取杂波单元的大小。本文仅讨论分布相对均匀的大片气象杂波,在均匀杂波背景中,单元平均算法相对其他算法而言,其检测性能是最优的,采用检测单元V内数据平均,本单元相邻扫描间相关积累。如图1所示,设距离分辨单元的尺寸为r,一个脉冲重复周期内扫描的角度为,杂波单元V内分辨距离单元数为M,脉冲数为N,则=M,=N,任一杂波检测单元的幅度为A(i,j),(i,j)是杂波单元的坐标,每个脉冲重复周期内,正常信号输入序列为xn(i,j),那么:其中,为叠代因子,合适的叠代因子使每幅杂波图的权重分配均匀。An(i,j)为相邻两个天线扫描周期按式(3)作相关积累运算后存入
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