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基于矢量计算的雷达监测信号处理方法

2020-12-21江伟伟

雷达与对抗 2020年4期
关键词:信号

付 林,江伟伟,陆 峻

(中国船舶集团有限公司第八研究院,南京 211153)

0 引 言

数字相控阵雷达中通道间的相位不一致性对数字波束形成的波束指向及方向图副瓣电平等均会产生较大的影响。数字相控阵雷达工作时需要对通道间的相位不一致性进行补偿。通道间相位差的获取求解方法有IQ正交求解法[1]、数字相关法[2]、FFT法[3]和相位差分法[4]。在各种方法的使用过程中均需要对IQ数据进行计算求解。但是,直接编程序对IQ数据进行计算,由于PowerPC主频较低等不足,导致计算时间长,无法达到使用要求。

针对上述问题,本文提出一种基于矢量计算的雷达监测信号处理的方法,设计并实现了实时雷达监测信号处理模块。实时雷达监测信号处理模块分析并分解雷达监测信号处理流程,将其重新设计为基于矢量进行计算的计算流程,采用PowerPC矢量库,实现了高效的信号处理,可以满足实时雷达监测信号处理的要求。

1 算法描述

本文以FFT法[3]为例对算法进行理论描述和算法分解。

1.1 FFT法理论描述[3]

用FFT法求解通道之间的相位差的基本原理是:通过FFT得到两路同频信号的离散频谱,分别求出其在最大谱线处的相位值,将求得的两路信号相位值相减即可得到两路信号的相位差。

设两路信号分别为

x1(t)=A1cos(2πf0t+θ1),

x2(t)=A2cos(2πf0t+θ2)

(1)

式中,A1、A2为信号幅度,f0为信号载频。进行离散化处理,采样频率为fs,并对信号做N点FFT,则信号载频f0可以表示为

f0=(k0+δ)·Δf

(2)

式中,k0为整数;δ为泄露误差系数,且|δ|≤0.5;Δf为频率分辨率,且Δf=fs/N。则

x1(n)=A1cos[2π(k0+δ)·n/N+θ1],

n=0,1,…,N-1

(3)

对x1(n)进行傅里叶变换后得

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