基于DSP和FPGA技術(shù)的低信噪比雷達信號檢測

3．2 信號判決門限值的計算
信號判決門限值的計算也是信號檢測最關(guān)鍵的部分，首先根據(jù)信噪比為3 dB，算出雷達信號大概是噪聲信號的1．41倍。既要檢測出有用的雷達信號，又要避免將噪聲誤判為信號，如果門限選得很高，則虛警概率很低，但接收機的靈敏度也會降低，這是不能接受的，通常情況下，每隔幾十秒報告一次錯誤的信息是可以接受的，接收機后的信號分類處理器會將其濾除掉。同時實際上只通過單一門限判斷雷達信號的效果無法令人滿意，根據(jù)大量的試驗數(shù)據(jù)確定了兩級檢測門限，即信號的第一檢測門限定為1．3倍的噪聲均方根值，信號的第二檢測門限定為1．5倍的噪聲均方根值，這樣既利于DSP的快速計算處理，又省去了耗費很多時間的復(fù)雜傅里葉計算，而且倍數(shù)可根據(jù)信噪比的不同進行調(diào)整。設(shè)信號的第一檢測門限為Z1，信號的第二檢測門限為Zh，則：

4 雷達信號的FPGA檢測方法
DSP處理器計算出雷達信號的判決門限值，FPGA芯片根據(jù)門限值從高速A／D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換結(jié)果中提取出雷達信號，檢測方法有兩種。
4．1 多樣本檢測方法
多樣本檢測方法即從N個連續(xù)樣本中判斷至少有L個樣本必須超過門限，滿足信號判決門限值的要求。
首先FPGA芯片存儲了大量的采樣數(shù)據(jù)，根據(jù)DSP處理器計算出的門限值，F(xiàn)PGA芯片不斷檢測A／D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)是否大于信號的第一檢測門限Z1，如果滿足要求，則判為有效信號開始，F(xiàn)PGA芯片對A／D轉(zhuǎn)換的連續(xù)18個數(shù)據(jù)進行判斷。在18個數(shù)據(jù)中，如果有7個數(shù)據(jù)都大于信號的第一檢測門限Z1，則繼續(xù)判斷是否至少有3個數(shù)據(jù)大于信號的第二檢測門限Zh，有則判斷為檢測到雷達信號，無則繼續(xù)檢測。實行雙重門限檢測是為了判斷有用信號的開始和二次過濾噪聲。
4．2 概率密度檢測法
雷達信號檢測的另一個方法是概率密度檢測法，它根據(jù)150 ns需采樣的18個數(shù)據(jù)，通過FPGA芯片不斷計算連續(xù)18個數(shù)據(jù)點的輸出和，并將結(jié)果除以18，與門限值(Zh)進行比較，計算和大于這一門限值，則判斷為有信號，否則判斷為無信號。

5 虛假信號的濾除
接收過程中會遇到幅度較大的大噪聲，如果不做虛假信號的濾除，將有可能把它誤判為一個有效信號。為了濾除此類噪聲，對檢測出的信號還要繼續(xù)進行過濾處理，根據(jù)有效信號的前后時間段應(yīng)對噪聲(低電平)進行判斷，如果有效信號的前后時間段檢測為高電平，則將該檢測信號判為大噪聲。具體實現(xiàn)方法如下：FPGA芯片在檢測到的信號前后各取6個A／D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，如果6個數(shù)據(jù)中有1個數(shù)據(jù)滿足信號的第二檢測門限Zh，則判斷檢測到的信號為虛假信號，需濾除。

6 結(jié) 語
試驗證明上述FPGA的兩種檢測方法都可對信號進行有效檢測，當只存在噪聲時，接收機不產(chǎn)生虛假的信號；當輸入單個信號時，接收機輸出單個檢測信號，不產(chǎn)生多余的虛假信號；當輸入多個信號時，接收機則輸出多個檢測信號，有效實現(xiàn)了低信噪比情況下雷達信號的檢測。
數(shù)字化的處理方法使得對各種信息的處理更具有靈活性、準確性和功能可擴展性，對數(shù)字化的信息進行存儲、傳輸、處理也更加方便、快捷和可靠。所以基于數(shù)字化技術(shù)的信息處理是必然的發(fā)展趨勢，具有廣闊的應(yīng)用前景。