一种雷达回波数据处理及显示方法

2021-05-12中国电子科技集团公司第二十二研究所赵新雪张永利

电子世界 2021年7期

中国电子科技集团公司第二十二研究所赵新雪张永利

本文阐述了一种雷达回波数据的处理及显示的方法。将雷达回波数据进行处理，计算得到各数据点对应的位置信息、回波强度、后向散射系数等，将回波强度进行归一化处理，换算成为灰度值，通过在坐标系中打出灰度不同的点可以直观地反映相应位置的回波强度，通过控件可设置显示方式为P显（扇形坐标系）或B显（直角坐标系），鼠标在坐标系中的亮点上停留时，显示该点对应的位置信息。本文给出了该方法在VC++6.0下的实现方式。实验结果证明，该数据处理和显示方法具有可操作性和实用性．

雷达侦察相比于可见光侦察具有侦察距离远，受天气影响小的特点，因而在军事领域起到了巨大的作用。本文阐述了一种雷达回波数据的处理及显示方法，能够在坐标系中直观地反映相应位置的回波强度，同时可通过控件设置显示方式为P显（扇形坐标系）或B显（直角坐标系），鼠标在坐标系中的亮点上停留时，显示该点对应的位置信息。本文给出了该方法在VC++6.0下的实现方式。实验结果证明，该数据处理和显示方法具有可操作性和实用性。

1 定义数据存储区

为提高数据的读写效率，本显示控件采用结构体数组存储雷达回传的回波数据，首先定义结构体：

用来存储每一个数据点的信息。

根据雷达的最大扫描范围定义结构体数组，存放所有数据点的信息：

RadarDataInfo m_RadarDataInfo[1201000];// -60～60°，0.1°/帧，每帧回传1000个数据点。

2 数据加载

2.1 回波强度计算

回波强度即为回波功率，计算方法如下：

其中，fLogPower为某个距离单元的回波强度，单位：dB，nVoltage为该距离单元回波的数据。

2.2 回波灰度计算

为了进行灰度图像显示，需要将回波强度转换为灰度值。灰度图像中像素的亮度称为灰度值，灰度值为0～255之间的整数。灰度值的计算采用如下方法：

将接收到的回波强度相对于最大强度fLogPowermax进行归一化处理，得到[0,1]区间的小数，然后映射到0～255的灰度级别上。灰度值的计算公式为：

式中，nGray为当前点的灰度值，fLogPower为当前点的回波强度，fLogPowermax为回波强度的最大值，该值由信号处理机A/D转换器的最大量程决定。

2.3 RCS计算

由雷达方程可得RCS与回波功率之间关系如下：

其中，B=A×ΔR×Δθ为定标系数，ΔR为距离分辨率，Δθ为方位分辨率，R即为距离fDistance。上式中各项均为线性值，转化为对数值，可得：

2.4 实时数据绘图位置

首先获取显示控件的区域大小，确定坐标原点的位置，记为x0,y0，根据与雷达下位机的通信协议，计算各回波数据对应的位置角度、距离、进而换算成P显坐标系中对应的点的x、y坐标：

3 显示控制

定义显示模式切换接口，设置标志位m_bPDisplay,标志位为1时显示P显，为0时显示B显，在绘制图形前先判断标志位，从而确定绘制的坐标系。

4 图形绘制

首先绘制坐标轴，在P显模式下使用pDC-＞AngleArc(nC enterX,nCenterY,fRadius,0,180)函数绘制半圆弧形坐标轴，使用pDC-＞MoveTo(nX0,nY0)确定起点，pDC-＞LineTo(nX,nY)绘制(nX0,nY0)至(nX,nY)的直线坐标轴，使用pDC-＞TextOut(nX,nY,str)绘制刻度。

坐标轴绘制完成后，开始绘制雷达信号，利用循环遍历m_RadarDataInfo[1201000]中的所有回波信号：

根据计算的回波信号灰度值定义绘制不同两都的点

使用pDC-＞SetPixel(nX,nY,crColor)，绘制信号点，由于回波信号的原始位置信息为相位+距离，需使用三角函数换算至直角坐标系，计算过程中存在一定的误差，因此m_RadarDataInfo结构体数组中可能存在坐标相同的绘制点，因此绘图前可先进行判定，若该点已绘制过，则跳入下一循环绘制其他点，可大大提高绘图效率。