基于ADSP-TS201的著陸雷達恒虛警電路實現

摘要：恒虛警在著陸雷達系統中有著重要的作用和地位。恒虛警處理可以避免雜波變化影響檢測閾值，提高雷達在各種干擾情況下的檢測能力。文章首先介紹了恒虛警檢測的原理，然后對幾種典型方法進行了比較，選定單元平均選大恒虛警檢測方法進行設計，并且實現了基于ADS P-TS201的恒虛警處理，最后通過Visual DSP++進行了仿真驗證。
關鍵詞：著陸雷達；恒虛警；ADSP-TS201；單元平均選大恒虛警

精密進場雷達以飛機作為主要探測目標，地物、云雨雪等都被視為雜波干擾，所以在設計中總是盡可能地采取措施抑制干擾，提高雷達發現目標的能力。為了使設備正常工作，干擾電平允許變化范圍通常比較小。雷達內部的熱噪聲、地物、氣象雜波的干擾電平很大，其變化有時高達幾十分貝。為了設備能穩定正常的工作，必須保持虛警概率基本不變，因此，信號處理分機增加了恒虛警(CFAR)處理電路。
近年來，CFAR方法出現了很多，然而，真正應用的并不多。通過對4種具有代表性方法的比較，得到一種可以實現且檢測性能較好的恒虛警處理方法。

1 恒虛警檢測方法
恒虛警檢測方法就是采用自適應門限代替固定門限，而且此適應門限能隨著被檢測點的背景噪聲、雜波和干擾的大小自適應地調整。如果背景噪聲、雜波和干擾大，自適應門限就調高；如果背景噪聲、雜波和干擾小，自適應門限就調低，以保證虛警概率恒定。所以設計雷達恒虛警檢測器的關鍵是獲取這種自適應門限的方法。
常見的恒虛警檢測器有4種，單元平均恒虛警(CA-CFAR)檢測器提供了對非起伏和斯威林起伏目標的最優或準最優檢測，但是，在雜波邊緣要引起虛警率的上升，將導致檢測性能下降，在雜波邊緣的檢測性能會明顯變壞。平均選小恒虛警檢測器(SO-CFAR)是就干擾目標提出的，但也僅在大干擾目標的情況下有效，而當兩個相差不大的大干擾出現在檢測單元兩側時，性能惡化，所以這種方案的局限性很大。平均選大恒虛警檢測器(GO-CFAR)可以明顯消除普通單元平均對數恒虛警電路在雜波過渡區內存在的虛警增加的現象。單目標、均勻雜波背景情況下，GO-CFAR是這幾種方法中最優的。

2 恒虛警電路設計
著陸雷達恒虛警電路采用平均選大恒虛警檢測方法。恒虛警檢測器的參考單元N取16，如圖1所示。

設計思路是：將檢測點的幅度減去噪聲的平均值(由虛警電位器調整)，再將相鄰七個距離單元的信號進行相關運算，若超出虛警門限，則作為有用目標信號處理，輸出高電平，打開實時信號選擇支路；若低于虛警門限，則作為虛警信號處理，輸出低電平，關閉實時信號選擇支路，阻止視頻信號輸出。圖中，被測信號單元兩側各空一個單元，使目標信號本身不參與雜渡均值的估計，這樣可以避免被測單元對雜波強度估計值的影響。