[发明专利]船用导航雷达的信号处理方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及船用雷达技术，特别地涉及一种船用导航雷达的信号处理方法和系统。

背景技术

雷达是用来发现目标并对目标定位的电磁系统。船载导航雷达作为航海船舶必备的导航设备之一，从模拟雷达到数字雷达已经发展了几十年，并普遍安装在各类型船舶上。数字信号处理技术和嵌入式技术发展到今天，给雷达技术的发展带来了新的契机。相对于模拟雷达，数字化雷达具有性能好、功能全、操作方便等优势。利用数字信号处理技术实现雷达信号处理算法更简易、更灵活、更高效。基于高速的数字信号处理器，可以非常高效的对雷达回波信号进行采样和处理，对杂波进行抑制，对目标信息进行提取。并且，利用数字信号处理技术实现的效果明显优于模拟实现方式。

目前雷达很多杂波抑制是通过模拟电路来实现的，比如雨雪抑制、海浪抑制是分别用硬件构建抑制电路。例如：雨雪特别是暴雨能在雷达荧光屏上形成较强的干扰杂波，杂波呈现棉絮状回波亮斑，无明显边缘，在其覆盖区目标回波很难被观测到。抗雨雪干扰电路能有效抑制雨雪干扰，但对目标回波也同样抑制，该电路实际是在视频回波放大电路中接入一个快时间常数的微分电路，也称FTC电路，由于雨雪反射的干扰回波脉冲很窄，经微分后仅剩极窄的尖脉冲，因此不能被显示出来，而目标回波较宽，经微分后仍有一定宽度，可以被显示，但会减弱，若是小物标回波则同样会被抑制掉。抑制的程度由显示器面板上“雨雪干扰抑制”钮来确定，以只去掉雨雪干扰而不丢失物标回波为好。

现有硬件电路搭建的杂波干扰抑制电路，属于模拟电路。模拟电路受时间、环境温度、湿度、振动等外界条件的影响较大。同时，这些模拟电路绝大多数是由分立元器件构成的，电路较复杂，可靠性较低。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种船用导航雷达的信号处理方法和系统，以解决现有技术中雷达杂波干扰抑制可靠性较低的问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种船用导航雷达的信号处理方法。

本发明的船用导航雷达的信号处理方法包括：将雷达采集的模拟信号转换为数字信号；对所述数字信号进行杂波抑制然后输出。

进一步地，将雷达采集的模拟信号转换为数字信号包括通过模数转换(ADC)把雷达采集的模拟信号转换为数字信号。

进一步地，所述杂波抑制包括对雷达回波脉冲进行脉冲累积，以及对脉冲累积的结果进行雨雪抑制、海浪抑制或噪声抑制。

进一步地，所述雨雪抑制的步骤中采用恒虚警率算法，雨雪抑制参数为恒虚警率门限因子。

进一步地，所述海浪抑制的步骤中根据如下公式进行计算：StcOut[StcIndex]＝StcIn[StcIndex]-logdata[StcIndex]×StcParameter；其中，StcIndex表示向量变量，StcOut表示海浪抑制输出，StcIn表示海浪抑制输入，logdata表示对数向量，StcParameter表示海浪抑制参数。

进一步地，所述噪声抑制的步骤中采用中值滤波算法。

为实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种船用导航雷达的信号处理系统。

本发明的船用导航雷达的信号处理系统包括：模数转换装置，用于将雷达采集的模拟信号转换为数字信号；处理输出装置，用于对所述数字信号进行杂波抑制然后输出。

进一步地，所述模数转换装置为模数转换(ADC)。

进一步地，所述处理输出装置中包括现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)。

进一步地，所述现场可编程门阵列(FPGA)中包含先入先出队列(FIFO)，用于实现所述模数转换装置输出的数据到所述DSP之间的数据缓存。

根据本发明的技术方案，通过将雷达采集的模拟信号转换为数字信号以及对所述数字信号进行杂波抑制然后输出，系统可控性和抗干扰性能好，提高了雷达杂波干扰抑制的可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例中的船用导航雷达的信号处理方法的示意图；

图2是根据本发明实施例的船用导航雷达的信号处理系统的基本结构的示意图；

图3是根据本发明实施例的船用导航雷达的信号处理系统的模块结构的示意图；

图4A、图4B和图4C依次为门限因子增大的雨雪抑制效果的示意图；

图5是STC增益示意图；