[发明专利]一种基于FPGA的零中频二次雷达应答脉冲提取方法

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的零中频二次雷达应答脉冲提取方法，包括以下步骤：获取接收通道初始参数，设备上电后，将噪声均值初始化为初始噪声均值，根据初始参数和噪声均值计算接收通道噪声正偏门限和噪声负偏门限；缓存N组连续输入数据，对缓存的N组输入数据进行甄别，剔除输入数据中的信号数据并用噪声均值替代，得到N组噪声数据，对N组噪声数据求平均获得当前的噪声均值；将输入数据与当前噪声均值进行比较，大于均值的输出，再将输出的数据进行窄脉冲滤除处理，得到提取的应答脉冲序列。本发明通过对输入数据类型的甄别，准确提取其中的噪声数据获取动态噪声门限，减少了异常的噪声数据对后端解码的干扰，提升二次雷达设备的可靠性。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理领域，特别涉及一种基于FPGA的零中频二次雷达应答脉冲提取方法。

背景技术

本发明涉及二次雷达系统接收通道上的数据是由信号、噪声叠加而成，要完成对应答脉冲的正确解码，则需滤除噪声，提取出有用信号。

目前主要采用的应答脉冲提取方式为，设备调试/试验阶段根据系统噪声特性，统计出一个相对合理的噪声门限值，低于门限的数据认为是噪声予以丢弃，随后对处理后的数据进行窄脉冲滤除处理，提取出有用信号。

现有技术在应用在不同的设备中，会由于硬件差异等原因引起的噪声幅度也存在一定的差异。在设计冗余较小的系统，为保证设备的性能，则必须在每套设备上进行调整，设置合理的门限值，可移植性较差。对于采用零中频技术的二次雷达系统，由于本振泄露引起基带数据携带直流偏置，在视频数据中的表现则是底噪抬升。现有的静态噪声门限联合窄脉冲筛选技术显然已不能解决视频数据底噪抬升问题，会引起后端解码时解出错误的应答框架及编码信息。

发明内容

针对上述存在的问题：1)对于同样的设计应用于不同平台不能自动适应的问题；2)基带数据存在直流偏置引起的视频数据中底噪抬升问题，提供了一种能够实时更新噪声门限，避免基带数据存在直流偏置引起的视频数据中底噪抬升问题的零中频二次雷达应答脉冲提取方法。

本发明采用的技术方案如下：一种基于FPGA的零中频二次雷达应答脉冲提取方法，包括以下步骤：

S1、获取初始化参数，通过统计二次雷达设备在试验室状态下的数据，获取接收通道无信号输入时噪声数据初始参数，包括：初始最大正偏值、初始最大负偏值、初始噪声均值；

S2、定义两组缓存，第一组为数据缓存，存储连续N组输入数据，并为缓存中每一组数据定义一个偏置属性；第二组为噪声缓存，存储从数据缓存中甄别后的噪声数据；其中，N为大于0的自然数；

S3、设备上电后，数据缓存与噪声缓存中所有数据初始化为初始噪声均值，最大正偏值初始化为初始最大正偏值，最大负偏值初始化为初始最大负偏值，噪声均值初始化为初始噪声均值，根据最大正偏值、最大负偏值、噪声均值计算噪声正偏门限和噪声负偏门限；

S4、将输入数据分为相同两路输入，第一路输入数据存入数据缓存，通过噪声正偏门限和噪声负偏门限对数据缓存中数据类型进行甄别，若数据缓存中不存在信号数据，则将数据缓存中所有输入数据移入噪声缓存；若数据缓存中的信号数据，则将信号数据剔除并用噪声均值替换，再移入噪声缓存；计算噪声缓存中的噪声数据的均值得到当前噪声均值，再根据当前噪声均值，计算实时的噪声正偏门限、噪声负偏门限；S6、将第二路输入数据与当前噪声均值进行比较，大于均值的输出，其余的置零；其中，两路输入数据的处理过程为并行运行；

S5、将步骤S4输出的数据再进行窄脉冲滤除处理，得到提取的应答脉冲序列。

进一步的，所述步骤S1中噪声数据初始参数的具体获取方法为：在实验室环境且无信号输入状态下，采集二次雷达设备上电后的M组噪声数据，对M组噪声数据求算术平均得到初始噪声均值，噪声数据最大值与初始噪声均值运算得到初始最大正偏值，噪声数据最小值与初始噪声均值运算得到初始最大负偏值，其中，M为大于0的自然数。