[发明专利]雷达实时信号处理器

说明书

本发明公开一种雷达实时信号处理器，其包括：采样模块，门限估计模块，功率测量模块，相关运算Ⅰ模块，相关运算Ⅱ模块，状态开关，调度控制模块，可视度函数样本生成与校正模块以及反演成像模块。本系统采用基于概率统计的功率测量算法，其基本原理为：对于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)。因此，只要统计超过门限的样本概率即可得到信号的功率，从而大大简化了电路系统，降低了成本。此外，针对实际系统中采样结果的均值存在的直流偏置，还在系统中进行了误差校正。

技术领域

本发明涉及毫米波综合孔径成像以及雷达信号处理领域，尤其是一种基于概率统计的功率测量实时信号处理电路及算法。

背景技术

毫米波综合孔径成像雷达是一种利用综合孔径干涉成像技术测量视场亮温图像的系统，被广泛应用于军事侦察和微波遥感领域。目前，随着被动毫米波综合孔径成像技术的成熟，其系统实现已经成为了国内外研究的一个焦点。现有的雷达系统的综合孔径复相关计算传统方法是使用射频模拟电路实现，即需要同时通过大规模接收机阵列来实现，系统复杂度和成本都较高，本专利通过一种基于概率统计的功率测量实时信号处理电路及算法，实现综合孔径干涉成像技术的后端复相关计算，简化系统，降低成本。

发明内容

在下文中给出了关于本发明实施例的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，以下概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

根据本申请的一个方面，提供一种雷达实时信号处理器，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。

其中，功率测量模块采用基于概率统计的功率测量算法，其对采样模块输出的信号，由门限估计模块设置的门限，统计超过该门限的样本概率即可得到信号的功率。

具体的，该系统包括AD板、相关器板、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；