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[摘 要]PD雷达凭借其适应范围强、运行速度快、捕捉信息准等一系列优势,引起了很多国家的关注,投入了大量的人力、物力、财力去研究。我国对于该项技术的研究虽取得了一定的成绩,但距国际先进水平还有一定差距,本文通过介绍PD雷达的关键技术及相关的研究处理,为PD雷达技术的应用提供借鉴。
[关键词]PD雷达;关键技术;研究
中图分类号:TN957.52 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)35-0235-01
一、前言
隨着经济和社会的发展,信息的准确性与可靠性受到越来越多的重视,大到国家的发展战略,小到保障人民的基本生活等都离不开准确的信息,如此,雷达探测捕捉获取目标信息的准确性也就尤为重要。PD雷达作为一种先进的全相参体制雷达,因其高性能、应用功能强及可扩展性等优点,多年来被美国、法国、俄罗斯等发达国家高度重视,已广泛应用于气象、防空、机载预警等领域。近年来,随着战争精细化程度的提高,PD雷达在现代信息化战斗中发挥的作用越来越重要,已具有了战略意义。我国从上世纪70年代开始进行PD雷达的研制,虽取得了一定的成绩,但总体水平与國际先进水平存在一定的差距,突出表现在作用距离、检测判断能力以及对数据的处理上,需要进一步探索研究。
二、PD雷达定义
PD雷达,即为脉冲多普勒雷达,是通过利用多普勒效应对目标进行检测的一种脉冲式雷达。在分布非常宽广和功率非常强的频域和时域背景杂波中检测出可利用的信号是PD雷达的一项重要的特点。这种检测的完成通常是依赖于雷达的自动检测系统,待扫描的区域被雷达划分为若干个单元,对所有的单元通过滑窗移动进行扫描,每次完成扫描后,雷达都会对扫描所返回的信号进行实时的接收,信号的来源仅仅取自正在扫描的单元。根据一定的判决原理,雷达对所接收的信号进行处理,从而判断出所扫描的单元中是否有目标的存在。
三、PD雷达关键技术
(一)机载PD雷达杂波模型。杂波模型目前被广泛应用于雷达工作中,通常利用数学模拟的方法来检测雷达的性能,即经济又简便。PD雷达的一项重要功能就是从大范围的杂波中去搜寻细小的目标,这就需要通过对杂波的计算来反映现实的信息,如天线的方向图、发射信号波形等,如此杂波模型的重要性不言而喻。
(二)非线性滤波器。长久以来,在雷达工作中,大多国家都是利用线性滤波技术来处理信号,但是随着环境的日益复杂和技术的日益升级,对信息采集的准确度要求越来越高。线性滤波技术中的噪声干扰现象严重影响了信号的准确性,为了克服此类障碍,经过大量的实验研究,发现了非线性滤波技术,该技术能够较好的对线性滤波的不足进行改进。目前,对非线性滤波技术的研究已经取得了很大的进展。
四、关键技术的研究处理
(一)机载PD雷达杂波模型的研究处理
现阶段,机载PD雷达杂波模型主要有M/S模型、向散射模型、H/R模型和CW模型四种,由于受到复杂环境的影响,各种模型在具体的操作过程中具有一定的局限性。譬如M/S模型,其原理是通过运用模糊距离与多普勒频率的有机结合,构建了一个距离门与多普勒滤波器的组合,从而能够完成距离与多普勒频率叠影的计算,但因距离与多普勒单元在形状上存在一定的复杂性,导致对叠影的计算在准确度上差强人意,从而影响了M/S模型的应用。我们在进一步研究中,通过对反映地形杂波的因素进一步细化,对高度线杂波的表述路径进一步提高等方式,增加杂波的辨识度。在增加辨识度的基础上也可以对海陆交界处的地形进行反映。目前,该算法的实用性已经经过计算机仿真验证,结果与真实数据基本一致,可应用于具体的实践过程中。
(二)非线性滤波器的研究处理
现阶段适用比较广的非线性滤波器主要有中值滤波器和塔型滤波器等。中值滤波器凭借其在语言处理上更大的辨识度和在图像处理上更高的精确度等优势已在指挥控制、航天作战、气象等领域得到广泛应用。但在进一步的实验研究中,人们也发现其存在的不足,如中值滤波器虽然能在很大程度上抑制脉冲的压力,但是对高斯噪音的处理却显得比较弱,同时它在一定程度上会对信号结构造成破坏。
塔型滤波器在计算机视觉领域和图像的分析领域也得到了广泛的应用,它可以帮助简化计算方式,提升计算效率,通常需要通过借助塔型结构计算来实现。所谓塔型结构指的是在进行图像处理时,将得到的原始图像作为最高的分辨率图像,然后按照一定的计算规则,将其与周围的像素链接,汇成一个交点,形成新的分层,然后再按照相同的原理一步步归并,最终形成一个根结点。通过对塔型结构形成的隔层图进行研究,发现越往上层分辨率越低,但由于受到平滑作用的影响,类的分辨率越往上层辨析率越高。通过图像算法得到一个结论,然后逐层向下传递,便可得出高空间分辨率的处理结果。
针对原有塔型结构的缺陷,我们进行了反复实验,建立了并行塔型滤波器模型,对原有塔型结构进行了优化。同时,通过使用数学形态变换、像素抽取等运算方法以及调整排列组合方式等措施对数据计算进行了完善。经具体实验数据的对比,发现并行塔型结构在图像均值、分辨率测算、等效视系数上均有较大改善,在很大程度上解决了传统塔型滤波器损失信息的现象。
五、小结
本文着重介绍了PD雷达关键技术中的机载PD雷达杂波模型及非线性滤波器两种关键技术,并对它们进行了研究与改进。基于机载PD雷达杂波模型,通过对反映地形杂波的因素进一步细化,对高度线杂波的表述路径进一步提高等方式,增加杂波的辨识度;基于非线性滤波器中传统塔型滤波器进行改进,设计了并行塔型滤波器,使用了数学形态变换、像素抽取等运算方法以及调整排列组合方式等措施对数据计算进行了完善,在很大程度上解决了传统塔型滤波器损失信息的现象,为雷达技术更好的发展提供了借鉴。
参考文献
[1] 吴若无、许雄、韩慧、曾勇虎、汪连栋;基于SystemVue的PD雷达对抗仿真系统设计[J];现代电子技术;2016-11.
[2] 鲍志超、莫翠琼、王正;PD雷达导引头干扰效果评估[J];舰船电子对抗;2017-02.
[3] 李志君、王勇;典型的PD雷达信号处理技术研究[J];电子测试;2016-05.
[关键词]PD雷达;关键技术;研究
中图分类号:TN957.52 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)35-0235-01
一、前言
隨着经济和社会的发展,信息的准确性与可靠性受到越来越多的重视,大到国家的发展战略,小到保障人民的基本生活等都离不开准确的信息,如此,雷达探测捕捉获取目标信息的准确性也就尤为重要。PD雷达作为一种先进的全相参体制雷达,因其高性能、应用功能强及可扩展性等优点,多年来被美国、法国、俄罗斯等发达国家高度重视,已广泛应用于气象、防空、机载预警等领域。近年来,随着战争精细化程度的提高,PD雷达在现代信息化战斗中发挥的作用越来越重要,已具有了战略意义。我国从上世纪70年代开始进行PD雷达的研制,虽取得了一定的成绩,但总体水平与國际先进水平存在一定的差距,突出表现在作用距离、检测判断能力以及对数据的处理上,需要进一步探索研究。
二、PD雷达定义
PD雷达,即为脉冲多普勒雷达,是通过利用多普勒效应对目标进行检测的一种脉冲式雷达。在分布非常宽广和功率非常强的频域和时域背景杂波中检测出可利用的信号是PD雷达的一项重要的特点。这种检测的完成通常是依赖于雷达的自动检测系统,待扫描的区域被雷达划分为若干个单元,对所有的单元通过滑窗移动进行扫描,每次完成扫描后,雷达都会对扫描所返回的信号进行实时的接收,信号的来源仅仅取自正在扫描的单元。根据一定的判决原理,雷达对所接收的信号进行处理,从而判断出所扫描的单元中是否有目标的存在。
三、PD雷达关键技术
(一)机载PD雷达杂波模型。杂波模型目前被广泛应用于雷达工作中,通常利用数学模拟的方法来检测雷达的性能,即经济又简便。PD雷达的一项重要功能就是从大范围的杂波中去搜寻细小的目标,这就需要通过对杂波的计算来反映现实的信息,如天线的方向图、发射信号波形等,如此杂波模型的重要性不言而喻。
(二)非线性滤波器。长久以来,在雷达工作中,大多国家都是利用线性滤波技术来处理信号,但是随着环境的日益复杂和技术的日益升级,对信息采集的准确度要求越来越高。线性滤波技术中的噪声干扰现象严重影响了信号的准确性,为了克服此类障碍,经过大量的实验研究,发现了非线性滤波技术,该技术能够较好的对线性滤波的不足进行改进。目前,对非线性滤波技术的研究已经取得了很大的进展。
四、关键技术的研究处理
(一)机载PD雷达杂波模型的研究处理
现阶段,机载PD雷达杂波模型主要有M/S模型、向散射模型、H/R模型和CW模型四种,由于受到复杂环境的影响,各种模型在具体的操作过程中具有一定的局限性。譬如M/S模型,其原理是通过运用模糊距离与多普勒频率的有机结合,构建了一个距离门与多普勒滤波器的组合,从而能够完成距离与多普勒频率叠影的计算,但因距离与多普勒单元在形状上存在一定的复杂性,导致对叠影的计算在准确度上差强人意,从而影响了M/S模型的应用。我们在进一步研究中,通过对反映地形杂波的因素进一步细化,对高度线杂波的表述路径进一步提高等方式,增加杂波的辨识度。在增加辨识度的基础上也可以对海陆交界处的地形进行反映。目前,该算法的实用性已经经过计算机仿真验证,结果与真实数据基本一致,可应用于具体的实践过程中。
(二)非线性滤波器的研究处理
现阶段适用比较广的非线性滤波器主要有中值滤波器和塔型滤波器等。中值滤波器凭借其在语言处理上更大的辨识度和在图像处理上更高的精确度等优势已在指挥控制、航天作战、气象等领域得到广泛应用。但在进一步的实验研究中,人们也发现其存在的不足,如中值滤波器虽然能在很大程度上抑制脉冲的压力,但是对高斯噪音的处理却显得比较弱,同时它在一定程度上会对信号结构造成破坏。
塔型滤波器在计算机视觉领域和图像的分析领域也得到了广泛的应用,它可以帮助简化计算方式,提升计算效率,通常需要通过借助塔型结构计算来实现。所谓塔型结构指的是在进行图像处理时,将得到的原始图像作为最高的分辨率图像,然后按照一定的计算规则,将其与周围的像素链接,汇成一个交点,形成新的分层,然后再按照相同的原理一步步归并,最终形成一个根结点。通过对塔型结构形成的隔层图进行研究,发现越往上层分辨率越低,但由于受到平滑作用的影响,类的分辨率越往上层辨析率越高。通过图像算法得到一个结论,然后逐层向下传递,便可得出高空间分辨率的处理结果。
针对原有塔型结构的缺陷,我们进行了反复实验,建立了并行塔型滤波器模型,对原有塔型结构进行了优化。同时,通过使用数学形态变换、像素抽取等运算方法以及调整排列组合方式等措施对数据计算进行了完善。经具体实验数据的对比,发现并行塔型结构在图像均值、分辨率测算、等效视系数上均有较大改善,在很大程度上解决了传统塔型滤波器损失信息的现象。
五、小结
本文着重介绍了PD雷达关键技术中的机载PD雷达杂波模型及非线性滤波器两种关键技术,并对它们进行了研究与改进。基于机载PD雷达杂波模型,通过对反映地形杂波的因素进一步细化,对高度线杂波的表述路径进一步提高等方式,增加杂波的辨识度;基于非线性滤波器中传统塔型滤波器进行改进,设计了并行塔型滤波器,使用了数学形态变换、像素抽取等运算方法以及调整排列组合方式等措施对数据计算进行了完善,在很大程度上解决了传统塔型滤波器损失信息的现象,为雷达技术更好的发展提供了借鉴。
参考文献
[1] 吴若无、许雄、韩慧、曾勇虎、汪连栋;基于SystemVue的PD雷达对抗仿真系统设计[J];现代电子技术;2016-11.
[2] 鲍志超、莫翠琼、王正;PD雷达导引头干扰效果评估[J];舰船电子对抗;2017-02.
[3] 李志君、王勇;典型的PD雷达信号处理技术研究[J];电子测试;2016-05.