滑窗检测在雷达终端点迹录取中的应用

摘 要：本文主要介绍滑窗检测的原理及在雷达终端点迹录取中的应用，使复杂的目标判别过程通过简单的逻辑电路来完成，有效地实现了雷达快速、灵活的录取跟踪特点。

关键词：滑窗检测 雷达终端 门限。

Sliding window detection application in radar target termination point mark

Wang Minghui

（No.38 Research Institute of CETC， Hefei，230088，China）

Abstract：This paper mainly introduces the principle of sliding window detection and its application in radar target termination point mark，make complex target discrimination is accomplished through simple logic circuit，effectively achieve the fast and flexible admission tracking radar.

Key words：sliding-window detection； radar terminal；threshold.

中图分类号： TN911.23 文献标志码 A

1、 引言

雷达信号的检测是指根据雷达接收机收到的回波信息来检测并判定有无目标存在，并计算出目标的坐标位置。这项任务在现代雷达中一般是采取点迹录取和航迹处理来完成的。点迹录取主要分下面两步来进行：第一步是将信号进行恒虚警及幅度量化处理，将幅度超过设置的门限值电平的信号输出“1”的数字信号，将低于设置的门限电平的信号输出“0”的数字信号。但最终判定目标存在与否并不是根据雷达收到的一次回波信号立即就判定目标存在与否，而是在雷达对目标扫描时获得多个回波信号，根据噪声的非相关性和目标回波的相关性，采用数字式积累计数最后判定的。第二步是按照一定的判别准则，通常称为第二门限，对雷达收到的一串连续回波进行积累后再判别，脉冲积累数超过第二门限的信号才被判为真正的目标，否则，判为非目标。常用的方法是滑窗检测方法。雷达终端的点迹录取采用的就是上述原理，并且在第二步的处理中采用滑窗检测方法。所以本文将具体讨论滑窗检测理论方法及滑窗检测在雷达终端点迹录取中的应用。

2. 滑窗检测

滑窗检测器是根据滑窗内所积累的检测后数字信号来最终判决目标是否存在的，也可以说是根据滑窗宽度内“1”的密度来判定目标是否存在的。滑窗检测的判决准则为k/m准则，其中滑窗宽度m为波束扫过目标期间所能接收到的回波总数，k则表示要判定目标存在所需的滑窗内最少的回波“1”个数，也称为第二门限。滑窗宽度范围内始终保留这同一距离单元当前m个重复周期的信息，雷达每收到一个目标的回波，检测单元的新信息（“1”或“0”）就进入滑窗，而滑窗内最早的信息（“1”或“0”）则退出滑窗。如果滑窗内“1”信息的数目等于或大于k，则作出目标发现的判决。这就是滑窗检测的原理，下面我们简要介绍一下滑窗检测器的组成和工作原理。

滑窗检测器的原理方框图如图1所示。其工作过程为：

图1 滑窗检测器的原理

接收机的输出加入量化器，经量化后变成二进制脉冲序列，二进制序列与第一门限相比较，如果大于门限，则输出回波“1”；否则输出回波“0”。回波（“1”或“0”）送入移位寄存器，移位寄存器的位数同滑窗宽度相一致。它们对滑窗内的回波信息进行暂存，每收到一个回波后，对距离单元内进入滑窗的新信息Qi和退出滑窗的信息Q0同时送入“1”密度增减鉴别器，如果Qi=1，Q0=0，则控制“1”密度计数器加1；如果Qi=0，Q0=1，则控制“1”密度计数器减1；如果Qi=Q0=1，或者Qi=Q0=0，则“1”密度计数器状态不变。当“1”密度计数器的数值达到第二门限k，而且在此以前没有做出过目标发现的判决，或已做出了目标结束的判决，即标志触发器TD状态为“0”状态，这是就可以作出目标发现的判决，并将标志触发器TD置“1”，以免目标分裂。目标发现后，当“1”密度计数器的数值降低到另一门限k时，就做出目标终了的判决，通常取k

3. 滑窗检测在某雷达中的应用（远程回波）

3.1某雷达中目标回波的处理过程简介

在某雷达中，将接收机经A/D变换产生的原始回波送入终端分系统进行判别和相关处理。形成点迹有效信号，以产生目标回波，大概的处理流程如图2：

图2 目标回波处理过程

接收机接收到的原始回波在信号处理分系统中，经过A/D变换将原来的模拟回波转换为数字回波。数字回波送入终端分系统，首先与固定的门限值（第一门限）进行比较，如果超过门限值，则比较器输出“1”，否则输出“0”。此“1”和“0”的判别值送入滑窗，进行滑窗检测，检测到“1”的个数与第二门限比较并进行判定，如果“1”的个数大于第二门限，则判处点迹有效，否则点迹无效。

3.2 雷达终端的滑窗检测

图3 滑窗检测电路原理图

雷达终端的滑窗检测电路原理图如图3所示。在上图中，我们用锁存器代替了移位寄存器。图中的NF0为最新进入滑窗的过门限信号，它与前面的15次收到的过门限信号AB[15..1]一起经过锁存器产生了最新的滑窗数据，我们可以看出在这里我们用的滑窗长度为16位。锁存后的数据一方面是A[15..1]进行3/5准则的滑窗检测，产生点迹有效信号AA16。另一方面是A[14..1]与点迹有效信号AA16一起送给AB[15..1]，其中AA16作为AB15，准备进行下一次滑窗检测。

3/5准则的滑窗检测，也就是在A[15..1]中的A[5..1]、A[10..6]、A[15..10]中任意一组中有三个为1，则产生点迹有效信号。

经过上面的滑窗检测，使雷达远程回波完成了点迹判别。

4. 结论

本文介绍的滑窗检测理论及其在某雷达中的应用，使比较复杂，繁琐的目标判别过程通过很简单的逻辑电路来完成，有效的实现了雷达要求的快速、灵活的特点。这一理论在雷达终端中也得到了很好的验证。

参考文献：

[1] 吴仁彪、陈彬、孙淑光、韩雁飞，基于滑窗检测的机载设备故障诊断仿真系统，中国民航大学学报， 2012年2月，第30卷第1期。

[2] 杨志义、王宁、吴晓，新型CAN总线适配器的研究与设计，计算机测量与控制，2009年第3期，第17卷，第545--548页。

[3] .左吕杨、郗莹、韩丁丁、韩刚，某雷达终端系统维修软件的设计与应用，火控雷达技术，2002年12月，第31卷。

[4] 作者簡介：王明辉，女，出生于1979年6月，2002年毕业于哈尔滨工程大学电子通信专业，于2002年工作在中国电子科技集团电子第三十八研究所，工程师，从事雷达终端、监控系统工作。