基于Python 的雷达信号处理软件开发
2021-08-07李鹏利李兴成
火力与指挥控制 2021年7期
李鹏利,李兴成
(空军工程大学防空反导学院,西安 710051)
0 引言
随着雷达的多功能化,雷达系统的设计与实现也愈加复杂,由于对雷达多个处理过程的仿真与测试相对繁琐,软件化雷达开始受到重视。相比于单一、固定的测试手段,软件化雷达仿真测试的灵活性、集成性与简便性开始显现出来。把雷达信号处理算法写入软件,其处理过程与实际雷达处理过程相同,对各过程进行仿真分析,能够帮助相关人员更好地了解雷达系统的运作并协助研究。
1 软件原理分析
雷达信号处理是指在雷达接收目标所反射的射频回波,经一系列相关处理变为中频信号,所要进行的一系列处理过程[3]。主要包括下变频、脉冲压缩、动目标显示(MTI)、动目标检测(MTD)、恒虚警检测(CFAR)。雷达信号处理过程如图1 所示。

图1 雷达信号处理过程
信号下变频是关键的一步,在此过程中,计算机高效的计算性能将得到充分的利用,对信号进行DSP 处理。它将模拟信号通过中频直接采样,而后经正交处理与低通滤波处理,得到正交的基带数字信号。
脉冲压缩技术,即匹配滤波器。它能最大限度地提高信号的信噪比,提升雷达的探测性能。匹配滤波器的脉冲响应为:

匹配滤波器输出的峰值瞬时SNR 写为:

其中,在td时刻达到最大信噪比,白噪声功率谱密度为N0/2,S0(t)为滤波器输出,E 为输入端信号能量。
杂波处理是雷达信号处理的主要工作之一,杂波形式众多,如云、雨、地杂波等。动目标显示技术利用杂波集中于零频附近的特征,通过脉冲间的对消处理来消除杂波,使运动目标显示出来。……
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