VTS雷达信号处理器的设计与实现

张榆皓 中国电子科技集团公司第二十研究所

VTS雷达信号处理器的设计与实现

张榆皓 中国电子科技集团公司第二十研究所

本文在对VTS雷达信号处理器分析研究内，主要对VTS系统内雷达信号处理系统研究。雷达信号处理系统是以DSP机制完成信号处理，由逻辑器件与高性能DSP实现，进而对雷达视频信号有效处理。利用DSP在信号处理内优势，在噪声及杂波状态之下，精确获取船舶信息，对港口内船舶动态检测，制定有关信息报告。VTS雷达信号处理器在实际应用内效果显著。

雷达 VTS DSP 实时处理

VTS是海上运输快速发展之下产物，可以有效推动港口运输管理现代化发展建设。VTS系统在实际引用内，国外所研发的VTS设备经济成本较为昂贵，同时部分设备并不具备汉语能力，我国自主研发的VTS设备，无法有效满足实际操作要求，VTS系统部分功能无法发挥，进而造成港口运输应用雷达监控设备情况下，还借助手写形式，工作人员劳动强度增加，VTS系统利用效率得不到有效提升。

1 VTS系统简介

VTS系统主要由四部分构成，分别为雷达子系统、雷达数据处理子系统、自动信息子系统、控制中心子系统，具有结构如图1所示。总线。

图1 VTS系统结构示意图

2.1 硬件系统

硬件电路在设计内，采取并行流水模式，主要由四个模块构成，分别为定时控制模块、处理模块、储存模块及控制模块，具体结构如图2所示。

图2 雷达子系统电路板模块示意图

2 雷达子系统设计

雷达子系统作为VTS系统基础内容，也是VTS系统标识。雷达子系统是以计算机作为核心，接受雷达所传输的视频及脉冲等信息，借助VTS指令信息，对检测对象进行识别跟踪，自动生成检测报告，并且将报告传输到控制中心内。VTS系统在设计内，需要对雷达信号处理过程内存在的特征分析研究：

首先，雷达目标正常情况下较大，最小目标长度也会超过几十米，进而目标点数也相对较多。保证匹配滤波器设计合理，进而提升目标检测效果，有效减少干扰目标数量。

其次，雷达信号预处理内，包含大量数据信息，同时数据处理也应该十分集中。因此，雷达信号相对集中。因此，提升储存空间及流程利用效率，这样才可以充分发挥出雷达子系统在信号处理上优势。

最后，雷达子系统在完成信号预处理之后，需要符合实时性特征，进而雷达子系统数据传输通道效率应该显著提升，及时将雷达信号传输到上位机内进一步处理雷达信号。因此，雷达子系统应用CPCI

本文所研究的VTS雷达信号处理器是以美国研究公司所研发的DSP芯片作为基础条件，借助先进VLIW，指令执行速度超过1600mps，进而满足雷达信号处理能力。在VTS系统芯片内，数据信息储存空间具有算数逻辑形式，数据信息可以按照实际情况，合理分配储存器，进而有效满足VTS系统对于储存空间及系统系统需求，有效解决雷达子系统在储存空间内需求。

CPCI有效结合传统CPI优势，进而提升工业环境系统性能。CPCI总线在应用内，CPCI总线数据传输速率可以显著提升，CPCI总线频率为33mhz，数据传输速率可以超过132mb。这种数据信息传输效率可以有效完成数据集中处理，并且将数据传输到上位机内。这种VTS系统硬件设计地方时，可以有效解决传统雷达子系统在应用内所存在的实时性问题，有效提升VTS系统性能。

2.2 软件算法设计

按照VTS系统特征，雷达处理器算法在实际应用内，可以有效保证数据信息处理效果，同时数据数量也可以有效减少。

2．2．1 STC

STC在应用内，可以有效提升雷达回波信号倍数控制水平。STC可以有效协调雷达接收机在运营内灵敏性，进而保证回波信号强度及距离。与此之外，所提STC还可以在衰减近距离目标内应用，提升回波强度，具体处理效果如图3所示。

图3 STC处理效果示意图

2．2．2 恒虚警检测

恒虚警检测是近几年所研发出的代表性VTS雷达信号检测器，是以数字图像处理技术作为基础条件，抗干扰性能显著提升。恒虚警检测在应用内，可以按照参考单元顺序，从大到小对模块有序处理，进而选择专门采样数值，对杂波功率客观评估，完成整个检测流程。

杂波处理主要手段为恒虚警检测，正常情况下由两种检测器构成，分别为CA检测器及OS检测器。其中OS检测器主要在多目标及杂波环境下应用，性能比CA检测器更加优良，进而本文选自OS检测器。

3 雷达子系统实现

雷达子系统可以对原始视频信号形式化处理，主要包含三部分内容，分别为雷达信号、数据变换、匹配滤波处理，具体程序如图4所示。

图4 雷达子系统程序示意图

本文所设计的雷达子系统内，应用性能更加优良DSP，进而处理能力要远远超过传统VTS系统，可以有效解决传统VTS系统在硬件设备所存在的实时处理问题。硬件开发与软件开发相结合，真正发挥出硬件设备在应用内性能，结合交通管理实际要求，提升VTS系统智能化及系统化水平，减少外部因素所造成的干扰，提升雷达信号处理精确性。

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