基于ADSP-TS201的著陸雷達(dá)恒虛警電路實(shí)現(xiàn)

摘要：恒虛警在著陸雷達(dá)系統(tǒng)中有著重要的作用和地位。恒虛警處理可以避免雜波變化影響檢測閾值，提高雷達(dá)在各種干擾情況下的檢測能力。文章首先介紹了恒虛警檢測的原理，然后對幾種典型方法進(jìn)行了比較，選定單元平均選大恒虛警檢測方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且實(shí)現(xiàn)了基于ADS P-TS201的恒虛警處理，最后通過Visual DSP++進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
關(guān)鍵詞：著陸雷達(dá)；恒虛警；ADSP-TS201；單元平均選大恒虛警

精密進(jìn)場雷達(dá)以飛機(jī)作為主要探測目標(biāo)，地物、云雨雪等都被視為雜波干擾，所以在設(shè)計(jì)中總是盡可能地采取措施抑制干擾，提高雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的能力。為了使設(shè)備正常工作，干擾電平允許變化范圍通常比較小。雷達(dá)內(nèi)部的熱噪聲、地物、氣象雜波的干擾電平很大，其變化有時(shí)高達(dá)幾十分貝。為了設(shè)備能穩(wěn)定正常的工作，必須保持虛警概率基本不變，因此，信號(hào)處理分機(jī)增加了恒虛警(CFAR)處理電路。
近年來，CFAR方法出現(xiàn)了很多，然而，真正應(yīng)用的并不多。通過對4種具有代表性方法的比較，得到一種可以實(shí)現(xiàn)且檢測性能較好的恒虛警處理方法。

1 恒虛警檢測方法
恒虛警檢測方法就是采用自適應(yīng)門限代替固定門限，而且此適應(yīng)門限能隨著被檢測點(diǎn)的背景噪聲、雜波和干擾的大小自適應(yīng)地調(diào)整。如果背景噪聲、雜波和干擾大，自適應(yīng)門限就調(diào)高；如果背景噪聲、雜波和干擾小，自適應(yīng)門限就調(diào)低，以保證虛警概率恒定。所以設(shè)計(jì)雷達(dá)恒虛警檢測器的關(guān)鍵是獲取這種自適應(yīng)門限的方法。
常見的恒虛警檢測器有4種，單元平均恒虛警(CA-CFAR)檢測器提供了對非起伏和斯威林起伏目標(biāo)的最優(yōu)或準(zhǔn)最優(yōu)檢測，但是，在雜波邊緣要引起虛警率的上升，將導(dǎo)致檢測性能下降，在雜波邊緣的檢測性能會(huì)明顯變壞。平均選小恒虛警檢測器(SO-CFAR)是就干擾目標(biāo)提出的，但也僅在大干擾目標(biāo)的情況下有效，而當(dāng)兩個(gè)相差不大的大干擾出現(xiàn)在檢測單元兩側(cè)時(shí)，性能惡化，所以這種方案的局限性很大。平均選大恒虛警檢測器(GO-CFAR)可以明顯消除普通單元平均對數(shù)恒虛警電路在雜波過渡區(qū)內(nèi)存在的虛警增加的現(xiàn)象。單目標(biāo)、均勻雜波背景情況下，GO-CFAR是這幾種方法中最優(yōu)的。

2 恒虛警電路設(shè)計(jì)
著陸雷達(dá)恒虛警電路采用平均選大恒虛警檢測方法。恒虛警檢測器的參考單元N取16，如圖1所示。

設(shè)計(jì)思路是：將檢測點(diǎn)的幅度減去噪聲的平均值(由虛警電位器調(diào)整)，再將相鄰七個(gè)距離單元的信號(hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，若超出虛警門限，則作為有用目標(biāo)信號(hào)處理，輸出高電平，打開實(shí)時(shí)信號(hào)選擇支路；若低于虛警門限，則作為虛警信號(hào)處理，輸出低電平，關(guān)閉實(shí)時(shí)信號(hào)選擇支路，阻止視頻信號(hào)輸出。圖中，被測信號(hào)單元兩側(cè)各空一個(gè)單元，使目標(biāo)信號(hào)本身不參與雜渡均值的估計(jì)，這樣可以避免被測單元對雜波強(qiáng)度估計(jì)值的影響。