[实用新型]一种新的船用雷达非相参脉冲积累实现装置

说明书

所属技术领域

本专利属于雷达信号处理和FPGA技术领域，尤其是涉及一种新的船用雷达非相参脉冲积累实现装置技术。 

背景技术

雷达被广泛应用于国防军事、民航管制、地形测量、气象、航海等众多领域。在航海方面，装于船舶上用于航行避让、船舶定位、狭水道引航的雷达，即船用雷达，又称航海雷达。当能见度低时，船用雷达能提供必需的观察手段。船用雷达一般工作于X波段(8～12GHz)或S波段(2～4GHz)，少数工作于C波段(4～8GHz)或Ka波段(12～18GHz)，脉冲发射功率一般在几千瓦至几十千瓦之间。 

目前船用雷达在我国应用广泛，但出于市场和技术等方面的原因，国内普遍使用的船用导航雷达还是国外八九十年代的产品，整个市场与国际水平严重脱节。国内也有许多单位在从事船用导航雷达的研发工作，但由于系统设计、器件加工工艺以及算法实现等方面还存在问题，最终推出的产品都不能完全代替国外产品，导致市场占有率很低。 

船用雷达是一个复杂的系统，涉及诸多关键技术，其中技术难点主要集中在天馈系统、发射分系统、接收分系统、信号处理等方面。船用雷达回波信号一般是非常微弱的，甚至会完全淹没在噪声中。为了检测微弱的回波信号，可通过回波信号视频或中频非相参积累方法，提高回波信号信噪比，从而改善雷达对微弱信号的检测能力。 

目前国内外船用雷达信号处理部分由诸多子电路构成，主要包括CPU控制部分、视频信号放大部分、信号处理与控制部分、图形显示与控制部分。其信号处理电路设计比较复杂，主要由单片机和相关外围电路构成，这在一定程度上影响了整个信号处理模块的处理速度和控制精准度。在信号处理专用芯片、通用CPU和微处理器高速发展的今天，传统雷达信号处理器件显然不是最佳选择，其处理速度和控制精准度都不能达到最优化，且完全硬件式的构成也导致电路的可移植性、实时性和灵活性变差。基于上述不足，本专利采用基于FPGA，该方法具有可靠性高、可移植性好、实时性和灵活性等优点，能够有效改善了船用雷达对微弱信号的检测能力，显得极具研究前景和实用意义。 

发明内容

本专利提供一中基于FPGA的船用雷达非相参脉冲积累实现装置。该方法具有可靠性高、可移植性好、实时性和灵活性等优点，能够有效改善了船用雷达对微弱信号的检测能力。 

本专利采用如下技术方案： 

本专利采用FPGA实现船用雷达非相参脉冲积累算法，大大简化了信号处理系统。回波信号经A/D中放板输出，经I/O口进入FPGA，存储到RAM缓存模块中；然后根据非相参脉冲积累算 法需要，通过FPGA控制模块对RAM进行读写操作控制，并将数据送入算法处理模块，完成非相参脉冲积累算法；最后再通过缓存RAM输出处理后的数据信号。一种新的船用雷达非相参脉冲积累实现装置主要由缓存模块(RAM)、控制模块、和脉冲积累算法实现模块构成。其中，RAM模块主要起到数据缓存作用，防止脉冲积累运算时间大于数据传输速率所导致的数据丢失问题，以及其他需要进行重复处理的数据的存储，具有读写速度快，控制简单等优点，这对雷达信号处理来说是至关重要的；脉冲积累算法实现模块根据脉冲积累个数，实现对回波信号的非相参脉冲积累处理，并将结果输出到缓存RAM模块中；系统总体控制模块保证整个系统正常工作，一方面完成对系统中所有RAM模块的读写地址分配工作，另一方面实现对脉冲积累算法的运算控制及其他控制，是系统十分重要的组成部分。 

一种新的船用雷达非相参脉冲积累实现装置，其特征在于包括以下步骤： 

①先将第1个周期的采样点值存入m(m根据雷达探测范围和采样率确定)个存储单元中。 

②从第2个周期开始，每采样1个新值，便从存储器中读出其在第1个周期对应时刻的值，二者相加，再把二者的和存回原来的地址单元；第2周期结束后，RAM中存储便为前2个周期的累加值。 

③如此循环往复执行，14个周期以后，RAM中存储的值便为这14个周期的目标回波的积累值，采样结束，存储结束，累加亦完成。 

④在第15周期，读出RAM中的数据，以一定的门限电平进行判决，再生脉冲，检测回波脉冲信号中的是否存在目标信号。从RAM中读出数据的同时，将RAM模块清零，为下次脉冲积累计算做准备。 

⑤回步骤①，计算下一波束宽度内的脉冲积累结果。