[发明专利]雷达实时信号处理器

权利要求书

1.一种雷达实时信号处理器，其特征在于：包括：

采样模块，接收各接收机通道的I/Q解调信号；

门限估计模块，计算每路输入信号均值，为相关运算提供比较门限；

功率测量模块，通过功率测量算法，统计输入信号超过门限的样本数量，计算每路输入信号功率；

相关运算Ⅰ模块，对不同接收机通道，计算＜I_i,Q_j＞、＜I_i,I_j＞、＜Q_i,Q_j＞、＜Q_i,I_j＞，用于构成可视度函数样本，其中i,j表示不同接收机通道，I、Q分别表示该通道的同相分量和正交分量；

相关运算Ⅱ模块，对同一接收机通道，计算＜I_i,Q_i＞，用于校正正交误差；

状态开关，负责控制数据流向，使系统在调度控制模块的指挥下，分别与门限估计模块、功率测量模块、相关运算Ⅰ模块或者相关运算Ⅱ模块连接，以实现相应的运算；

调度控制模块，产生一组相位切换信号，使状态开关根据预设的时序控制门限估计模块、功率测量模块、相关运算Ⅰ模块以及相关运算Ⅱ模块的通断，以校正相关运算的支流偏置；

可视度函数样本生成与校正模块，根据功率测量模块、相关运算Ⅰ模块和相关运算Ⅱ模块的结果，生成并校正可视度函数样本；

反演成像模块，对可视度函数样本生成与校正模块的结果进行逆傅立叶变换，根据预存的天线方向图数据，恢复亮温图像；

功率测量模块采用基于概率统计的功率测量算法，包括如下过程：

针对零均值高斯分布的输入信号V，预设一个门限V_T，则信号功率σ²与右尾概率P{V＞V_T}有确定关系：σ²＝f(P)；则统计超过门限的样本概率即为信号的功率；

相关器板采用1bit数字相关器实现；

该系统包括AD板和相关器板；

AD板将采样结果以1bit形式通过高速串行总线传输到相关器板，相关器板在接收到AD板传输的1bit信号后进行相关运算Ⅰ；

每4条1bit数据信号打包成为一个串行传输信号，将所述串行传输信号经过编码后传输，采用自定义背板使得每条差分线路带宽为1.5Gbps；

在进行同步时，获取各个数据通道的时钟倾斜和抖动参数的初始值，然后在系统工作时，对各个数据通道的时钟信号进行实时测量，根据测量结果进行各自参数的校准和定标；还设计有校正算法，同时还使用高稳定度时钟源和带可变延迟线的时钟分配网络校准时钟；

本系统采用交叉Y形天线阵列，共有24个接收机通道，在计算可视度函数样本时，只需计算不同天线臂上的天线所对应的复相关值，将复相关器划分为三个相关阵列，分别为A-B、B-C、C-A阵列，每个阵列包含64个复相关值，256个实相关值，共计768个。

2.根据权利要求1所述的雷达实时信号处理器，其特征在于：该系统还包括定时控制板和单板计算机，单板计算机通过PCI总线与AD板、相关器板和定时控制板建立通信连接；

其中，采样模块、门限估计模块、功率测量模块和相关运算Ⅱ模块设于AD板上；相关运算Ⅰ模块设于相关器板上；

AD板和相关器板通过定时控制板同步，同步信号在定时和控制总线中传输；单板计算机控制系统的工作状态，读取功率测量模块和相关运算Ⅰ模块、相关运算Ⅱ模块的结果，并生成和校正可视度函数、反演成像。

3.根据权利要求1或2所述的雷达实时信号处理器，其特征在于：所述1bit数字相关器包括第一采样单元、第二采样单元、第一二值化单元、第二二值化单元、同或计算单元和计数器单元，第一采样单元的输出端接于第一二值化单元的输入端，第二采样单元的输出端接于第二二值化单元的输入端，第一二值化单元的输出端和第二二值化单元的输出端接于同或计算单元的输入端，同或计算单元的输出端接于计数器单元的输入端，计算器输出相关值。

4.根据权利要求2所述的雷达实时信号处理器，其特征在于：AD板由3块AD板实现，记为第一AD板、第二AD板和第三AD板，且第一AD板、第二AD板和第三AD板的结构相同。