多功能相控阵雷达点迹融合技术研究

相控阵雷达由于工作方式的多样性与波束的灵巧性,其点迹融合比常规情报雷达组网的融合更复杂。通过对相控阵雷达数据特性与控制特性的深入分析,提出了一种伪序贯交互多模型滤波点迹融合算法。该算法将按照一定的时间周期,统一处理时间间隔内的多雷达点迹,在获得与每条航迹相关的点迹后,将关联点迹按时间排序,凝聚时戳非常接近的点迹,然后序贯用于航迹的交互式滤波。最后,通过实际试飞试验,对算法进行了验证,结果表明,融合后航迹的稳定性和精度都得到了提高。     

一种三坐标雷达的点迹凝聚处理方法

根据三坐标雷达波束扫描和波束空间分布的特点,本文采用“距离上峰值搜索,方位和俯仰上使用质量中心法”作为目标点迹凝聚方法,设计了三坐标雷达点迹凝聚算法,并在该雷达硬件平台上实现。试验表明,该方法不仅降低了弱小目标被滤除的概率,还有效的减小了点迹在距离、方位和俯仰上的分裂,为后续的航迹处理提供了一个可靠的基础。此外,此算法可以实现递推运算,占用存储空间少,易于工程实现。     

一种基于半脉组积累的雷达目标方位修正方法

提出了一种基于半脉组积累的雷达目标方位修正方法,通过在动目标检测(MTD)处理之前进行方位校正,可以有效减小回波的方位误差,为后续的点迹凝聚和航迹跟踪提供有效保证。该算法简单实用,易于工程实现。文章的最后提供了实测雷达数据的信号处理结果,证实了该方法的有效性。     

基于集中式干扰平台的点迹随机的航迹欺骗策略研究

在已有的关于航迹欺骗策略模型的基础上,研究得出了基于集中式干扰平台的航迹欺骗策略流程.给出了通过几何定理推导各个点迹的随机选取区间的方式,求出了一般性的区间求取的函数模型.通过埃尔米特插值法在相邻点迹之间插入随机点迹,作为赋予其他雷达的欺骗点迹.构建了运动学区间判定模型,判定随机选取的点是否具有合理的运动参数,以保证点迹都具有合理的运动特性.通过仿真实验证明了该方法能够在组网雷达探测范围内构建一条虚假航迹,同时该方法无需提前规划,可适应动态的威胁对象.     

一种雷达仙波航迹抑制方法

基于对仙波回波信号特征分析,通过优化目标检测算法实现对仙波的抑制,是理论上研究仙波抑制的常用思路,但在工程实践上效果不佳;采用雷达目标数据处理方法,通过对仙波空间分布统计特性、仙波目标运动特征、仙波点迹质量等级等综合应用,提出了一种基于目标运动特性的仙波航迹抑制处理方法,在工程应用上取得了很好的效果。该方法可以有效抑制仙波目标虚假航迹的产生,对于航管雷达以及情报警戒雷达全程全自动起始跟踪来说尤其重要。     

VxWorks平台下的米波雷达点迹凝聚方法研究

通过对采集的实际数据分析提出了用质心法求方位能够提高米波雷达的跟踪性能,并针对米波雷达回波距离精度差、方位分裂比较严重的特点,以VxWorks操作系统为开发平台,充分利用雷达观测到的目标原始回波参数信息,提出了一种在多个距离量化单元以及相邻方位扇区之间进行距离与方位上逐次归并的点迹凝聚算法——回波渗透法。试验表明,该方法不仅降低了弱小目标被滤除的概率,还有效地减小了点迹在距离与方位上的分裂,为后续的航迹处理提供了一个可靠的基础。     

雷达点迹的目标智能特征提取方法研究

雷达数据处理中,目标点迹的输出质量直接影响后续航迹处理的效果,是保证航迹处理成功建航的关键。通过从信号处理给出的目标视频幅度、距离、方位信息中,采用特定的滑窗检测和终了判定准则进行目标点迹的检测,从而得到目标点迹的回波数特征信息;然后从目标回波包络幅度信息中提取目标距离单元上的峰值,智能完成距离凝聚,解决了目标距离分裂现象,并且得到目标点迹的幅度包络特征信息。最后,采用质心法对方位凝聚,完成点迹的凝聚,输出带有目标智能特征信息的点迹给后绪的航迹处理。同时,对点迹的目标智能特征提取这一过程进行了硬件实现。通过某型雷达的实测数据分析,验证该方法的可行性和工程实用性。     

采用机动加速度突变模型的雷达航迹融合

给出了一个双站雷达航迹融合的实例,得出了一套航迹融合模型格算法。实际使用和计算机仿真验证了它的正确性和衫性。该方法对点迹融合同样有效。     

模拟退火算法在雷达侦察多目标分类问题中的应用研究

本文通过研究模拟退火算法在雷达侦察多目标分类问题中的应用,对侦测目标的点迹、航迹信息进行分析处理,建立更为精确的点迹、航迹关联关系,不仅可形成质量较高的敌目标航迹,而且有效的提高了侦察系统的实时性。     

机载ESM与雷达航迹融合仿真系统研究

机载电子对抗侦察（ESM）和雷达已成为机载平台上获取目标信息的重要传感器。针对机载平台的特点模拟工程实践,从航迹配准、航迹关联和航迹融合三个阶段给出了一套仿真计算过程,构建了一个多参数航迹融合仿真模型。在航迹配准中主要考虑ESM传感器和雷达航迹数据之间的时空对齐问题,航迹关联中分析了基于统计理论的、基于模糊分析的和基于快速判别的三种航迹关联算法,在航迹融合中采用一种快速的加权融合的方法。仿真实验中给出了一种衡量不同航迹关联算法性能的评估计算方法,比较了在不同参数环境下三种航迹关联算法的性能及航迹融合的效果。最后给出了一些实验结论和工程实践性的建议,具有一定的工程参考意义。     

基于COM Express的回波预处理模块设计

针对舰载雷达数据处理平台的改造需求,设计了一种基于COM Express的回波预处理模块。通过调整雷达数据处理平台及软件的实现方式,将回波预处理前移,使用最小的改动量解决了雷达系统的回波数据接收瓶颈问题。分析了数据处理平台的改造需求,介绍了模块的设计方案、模块的硬件设计、回波预处理的数据传输流程以及PEX8311桥片在Vx-works下的驱动设计。工程实践表明,该模块大大提高了雷达的点迹处理能力,在极限情况下能正确接收并处理雷达回波数据,满足了雷达改造需求。     

基于带通采样的高速数据采集系统设计

高速数据采集系统是现代雷达信号处理不可缺少的重要组成部分。文章以宽带侦察接收机信号处理为应用背景,论述了一种基于带通采样的高速数据采集系统的设计方案。该方案以Xilinx公司Virtex-5系列FPGA为平台,控制高速模数转换器ADC08D1000,完成数据采样、传输、存储、信号处理功能,并选取高速FIFO作为存储设备,解决数据率转换问题。该系统实现了软件、硬件设计,测试结果验证了方案的可行性。     

机载PD雷达信号处理分析软件仿真

根据某雷达信号处理硬件系统的主要处理方式,分析了机载PD雷达信号处理的算法及其主要过程,提出了软件构造模型及其接口方式。文中介绍了基于上述分析编程的机载PD雷达信号处理系统的仿真模型工具包,分析了工具包使用的软件仿真的算法及编程实现方法。该工具包包含了从雷达回波AD采样数据直到产生目标原始点迹的主要过程模块,可以得到各处理节点的中间信号,较好地实现了对硬件系统的仿真分析,具有灵活、真实和实用的特点。     

基于W7100的雷达数据传输接口设计

针对雷达高速数据传输的需求,提出一种实现简单、可靠性高的解决方案。该方案应用W7100网络微处理器实现雷达高速数据通信接口。介绍了W7100芯片的结构和特点,阐述了数据传输接口的硬件设计、配置软件和通讯软件设计,详细说明了UDP方式的数据传输流程。实验表明该接口工作稳定,传输速度高,能够很好地满足雷达数据高速传输要求。     

雷达方位形成器的FPGA实现

为雷达形成方位数据而设计计算机接口,采用FPGA和SDC/RDC器件组成的数据平台,利用FPGA来实时地计算所合成的舷角数据和航向数据,并输出方位数据.经过软件编程仿真,证明此方法完全满足雷达对方位数据的实时性和精度的要求.     

Hough变换与数据融合

提出了一种基于Hough变换数据关联方法,这种数据关联方法既可用于各种目标跟踪算法的初始化,也可用于雷达情报数据自动处理.其主要思想是将直角坐标系下的情报点迹在Hough变换下映射到参数空间,在参数空间进行聚类,从而实现直角坐标系下按不同目标的点迹聚类,经过数据融合,最终得到目标航迹.     

卫星图像数据高速传输与处理系统的设计与验证

传统星上系统开发与研制通常是基于特定的专用宇航器件,这使得其开发周期长且可移植性较差。针对该问题,提出了一种基于Xilinx ZYNQ UltraScale+平台的ARM+可编程逻辑的解决方案。该方案用Vivado配置FPGA硬件架构,采用SDK(Software Development Kit)配置ARM实现两者数据交互。在整个系统设计中,通过集成在芯片内部的高速串行收发器和Aurora协议作为载体进行高速片间传输;采用自定义帧协议保证传输可靠性及安全性;采用AXI-Stream接口使其具有各类算法即插即用的灵活性;最后为验证本系统可以支持各类算法进行星上实时图像处理,通过在逻辑侧添加 Sobel 边缘检测算法进行验证。测试结果表明该系统图像数据传输无误码,星上串行高速传输速率较高,系统总体传输延时较低,且系统具有较强的算法通用性。     

基于多DSP的高速通用并行处理系统研究与设计

介绍了一种基于多DSP的并行处理系统设计与实现,以及其在分布式雷达组网航迹融合中的实际应用。重点介绍了该系统由1块系统主板和4块TS201处理板卡组成的原理和结构,即系统内主板与处理板卡的板级并行设计、单块板卡多DSP并行结构的设计、板级间,单块板卡内传输通道的设计。通过具体应用说明,该多DSP并行处理系统充分体现了航迹融合的实时、高速特性,作为硬件处理平台具备高速、通用的特点。     

远程航路监视一次雷达信号处理实现

叙述了远程航路监视一次雷达信号硬件架构及主要技术实现,结构上采用双系统冗余同步设计,硬件组成上采用基于通用CPCI规范的分机,输入输出采用高速光纤和网络接口,信号处理采用FPGA+DSP紧密耦合结构。系统采用了双通道频率分集技术。目标通道采用低副瓣非线性调频时域脉压,滑窗式自适应AMTD处理,自适应门限图,单极点滤波,点迹凝聚和点迹后处理等技术。系统具有独立的气象通道。     

基于FPGA的多通道雷达数据回放系统设计

为解决雷达实时信号处理功能及性能有效验证问题,文中设计并实现了一种宽窄带一体化、多通道雷达数据回放系统。该系统按雷达工作的时序和数据率将雷达回波数据发送至实时信号处理系统,从而对目标跟踪场景进行复现,实现雷达实时信号处理功能及性能的有效验证。系统硬件平台由磁盘阵列服务器与两块PCIe光纤板组成。基于Xilinx系列产品,结合系统特点对PCIe DMA控制流程及响应机制做进一步调整,实现了服务器到光纤板的雷达回波数据高速批量传输。根据雷达工作机制及回波数据结构,设计FPGA回放控制状态机及相关功能模块,严格按照雷达工作的时序和数据率使雷达回波数据由光纤板传输至实时处理系统。分别设计软件同步控制方法和硬件同步控制方法,保证多板卡数据回放的同步性。测试结果表明,该系统实现了宽、窄带雷达回波数据的板间同步回放,各数据类型分别支持6路并行数据通道,数据回放峰值速率可达1 920 MB·s^-1。文中系统可依托雷达原有硬件平台实现,无需增设板卡和线缆,具有良好的集成性与通用性,目前已被应用于某多功能相控阵雷达中。