连续波雷达强脉冲干扰剔除的算法

宋文佳

摘要：本文分析了强干扰对连续波雷达的影响，提出了强干扰剔除的算法，从而消除了强干扰对连续波雷达目標检测的影响，改善了雷达的检测性能。并通过仿真验证了强干扰剔除算法的性能，在FPGA中实现了该算法。

【关键词】连续波雷达 消除强干扰 FPGA算法

1 引言

线性调频连续波雷达具有高距离分辨率、低发射功率、高接收灵敏度、结构简单等优点，不存在距离盲区，具有比脉冲雷达更好的反隐身、抗背景杂波和抗干扰能力和特别适用于近距离应用的特点。但是强脉冲干扰会污染回波信号的频谱，将目标信息掩埋在强脉冲干扰的频谱中，不利于目标的检测。

强脉冲对回波信号的频谱产生较大影响，目标的频谱掩埋在脉冲频谱中，致使出现假目标或是将真目标掩盖，不利于真目标的检测。弱脉冲干扰情况下，脉冲的频谱对回波信号的频谱影响较小，其幅度信息比较小，对后而的目标检测不会产生影响。

2 强干扰剔除算法

2.1 分块剔除和平均算法

强干扰剔除采用剔除和平均算法，当有较强的1个或是多个强脉冲干扰进入时，只会引起排序结果的变化，对门限的影响较小，该算法既能保证在无强干扰情况下不剔除目标信息，又能确保在强干扰情况下获取较为接近目标信息的门限，较好的剔除强干扰。

强干扰检测方法采用峰值检测，若检测值大于门限，则置零处理；否则，保持原值。

2.2 滑窗剔除算法

该算法与剔除和平均算法的不同点在于检测门限的计算。剔除和平均算法门限的计算与整个调频周期内的回波数据有关，而滑窗剔除算法的门限计算仅与窗内的回波数据有关。

滑窗算法的门限计算流程如下：

（1）将一个周期内的回波采样数据取模。

（2）将上一周期回波数据的取模后均值乘以系数A，作为固定门限。

（3）将一个调频周期的1024个回波数据固定门限比较。若小于门限将数据置为该值，若大于门限则保留原值。将其作为滑窗的门限计算数据。

（4）滑窗方法计算：设置窗大小为N，取待检测单元前N个单元取模做平均，将该均值乘以系数3作为检测的门限。

（5）在下一检测单元门限计算时，将该单元设置为上一周期数据取模后的均值，进行门限的计算。

该门限计算时的难点在于：一是固定门限计算中A的选择；二是滑窗检测中乘积因子的计算。在峰值检测中，若检测单元大于门限，将该检测单元置零，否则保留原值。

3 算法MATLAB仿真分析

图1、图2为强脉冲干扰情况下，目标时域回波信号经过剔除和平均算法前后的频谱图，可以看出，经过剔除和平均算法后，强脉冲干扰被剔除。

4 FPGA实现

根据强干扰剔除的算法，在FPGA平台上实现，选用Stratix II系列的EP2S60F672C5芯片，资源利用情况如图3所示。

FPGA仿真结果显示，在无脉冲干扰的情况下，经过强干扰剔除后，有用的目标信息得以保留，该算法适用于无强脉冲干扰情况。在强脉冲干扰的情况下，脉冲干扰被剔除，有利于目标的检测。设计结果与MATLAB仿真完全一致，达到了预期的要求。

5 结论

强脉冲对连续波雷达的干扰，会污染雷达的频谱，不利于雷达的信号检测。本文提供了强干扰剔除的算法，并验证了算法的有效性。

参考文献

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