相控阵雷达点迹数据处理算法研究.pdf

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1、2014年8月第37卷第4期舰船电子对抗SHIPBOARDELECTRONICCOUNTERMEASUREAug．2014V01．37No．4相控阵雷达点迹数据处理算法研究张琛(船舶重工集团公司723所，扬州225001)摘要：针对某型号相控阵雷达的技术特点和数据处理功能需求，开展了相控阵雷达数据处理算法、数据处理流程设计和数据处理系统工程化实现方法研究，讨论了从视频数据接收到点迹凝聚完成的点迹数据处理流程及点迹数据处理系统工程实现中的关键技术，并对点迹数据处理中的凝聚算法进行了仿真分析，用真实视频回波数据对系统的有效性进行了验证，给出了数字阵列雷达的点迹数据处理流程。关键词：相控阵雷达

2、；数据处理；比幅测角；方位仰角凝聚中图分类号：TN957．51文献标识码：A文章编号：CN321413(2014)040084040引言相控阵雷达天线具有波束变化快速的特点，易于形成多个波束。本文针对某种型号相控阵雷达的技术特点和点迹数据处理的功能需求，对相控阵雷达的点迹数据处理算法、流程设计以及系统工程化实现方法进行了分析研究，重点分析研究了相控阵雷达的点迹数据处理流程以及点迹数据处理系统工程实现中的关键技术，本文对某型号相控阵雷达搜索功能从接收到处理的关键算法进行了研究，给出了该点迹数据处理的设计方案。1问题描述本文建立的点迹数据处理系统的主要功能是对收稿日期：20140612由信号

3、处理分机送来的视频数据进行检测、提取、凝聚处理，经过上述运算后提取出目标的距离、方位、仰角等信息，然后按照规定的格式把上述目标信息发送给航迹处理模块，以供其进行目标的航迹相关、滤波跟踪等一系列航迹处理，最后将航迹处理所得到的航迹目标按照相关格式以网络形式发送给整机显控台进行显示。由于点迹数据处理系统接收信号处理8个CPU发送过来的视频幅度数据，因此这里就涉及到了视频排序的问题。按照波位排序后的视频信息进行单波束测角距离凝聚、多波束方位仰角凝聚等处理，具体流程如图l所示。在进行测角凝聚之前，系统首先要获取雷达控制块(RCB)中的相关信息，包括方位指向、仰角指=l黼羔蒜m)fSLt“gn昏g

4、i。驼川毗Ⅻ．础哪咖一一一吣吣一～一一一一一一一～一一～～一～一．～一．一一一一一一一～一一一一一一E1北m湖m．m”㈨剐m‰一一一哪一跳～一虹～一一一一一一一一一～一一一～一一～一～第4期张琛：相控阵雷达点迹数据处理算法研究85倒1系统流程图向、接收波束方位指向间隔、接收波束仰角指向间隔、时问戳、波位方位号、波位仰角号、区域号等。进行相控阵雷达点迹处理的过程中，针对视频信息乱序、比幅测角、距离凝聚、方位仰角凝聚、凝聚精度、最小输出延时等问题进行了详细研究。2点迹数据处理算法2．1视频信号排序由于前端信号处理发送的RCB以及视频幅度信息是由多个CPU同时发送的，因此存在接收视频数据后顺序

5、错乱的问题。这里采用视频信息缓存排序的方法，在程序运行时开启2个接收、排序任务，在接收到信号处理发送过来的视频数据之后由存储任务释放一个信号量，在排序任务接收到该信号量之后对接收到的数据进行相应的排序处理。排序任务在接收到视频数据之后对数据进行缓存处理(拷贝到数据队列末端memcpy(pVideo>pVideoDataArray[pVideo>iCurrentVideoNums]，pData，iBytes))，同时读取第一个序列流水号uSeri—alMin—GetVideoSerial(pVideo>pVideoDataArrayS0])；，然后依次读取缓存区中后面的流水号，与之前的流水

6、号做比较，将最小的流水号放到缓存序列的最后，pVideo>pVideoDataArrayEMAX_BUF』UMSl—pVideo>pVideoDataArray[uMinPos]；。这样依照流水号即可对数据进行排序并发送给点迹处理模块，发送完毕后释放缓存空间。2．2比幅测角本系统研究的相控阵雷达采用5个接收波束，结构如图2所示。幽25个接收波束排歹0方式比幅测角要求至少有2个相互覆盖的波束Ft(汐)和F。(汐)，两波束相交方向为巩，其波束指向分别为F-(曰)和Fz(曰)，△曰为相邻波束的指向差值，通过对该两路或者三路波束内目标信号的幅度数据，可以获得幅度比较器的输出值忌(臼)一F-(o)

7、／Fz(曰)，进而可以确定目标的真实方位仰角位置u1，由于该幅度值为同一组回波所产生，因此比幅测角是一种单波束的测角方式。2．3距离凝聚在同一组回波内，目标会在距离向上产生分裂，距离凝聚的作用就是将这些在距离上分裂的点进行凝聚处理。程序中设定一个距离单元阀值△G，当同波束中的两目标距离差在该阀值内的时候则判断为该两目标为同一目标在距离上的分裂，按照质量中心法可以得到距离凝聚后的方位、仰角、距离等参数。其中距离为：kyN，．R，z．一