JMA-3253雷达初始设置方法

- 1 - JMA-3253/3254雷达初始设置方法

本设置进入初始菜单的方法是同时按住

和

键。

一．调整船首线(BEARING)

操作方法： ① 在“FUNCTION ”菜单中设“TM/RM ”为“RM ”，“船首方位”为“H-UP ”

状态。

②

选定一个1~2海里内能看清楚的固定目标。

③ 用罗经测量该目标方位。

④ 进入初始菜单→选BEARING ，按

⑤

移动EBL

键。

⑥ 移动EBL ⑦按

二．零海里调整（DISPLAY TIMING ）

说明：通过本功能校准目标距离。

操作方法：① 在“FUNCTION ”菜单中设“TM/RM ”为“RM ”，“船首方位”为“H-UP ”

状态。

② 按 或设到0.125海里量程。

③

④ 按 ⑤ 按 移动距标圈到目标位置后按 ⑥ DISPLAY TIMING

⑦ ⑧ 按 键保存。

三．接收调整

1．调谐预置（TUNE PRESET ）（必须调整，影响回波效果）

操作方法： ① 将雷达设在以下状态：6NM 量程、人工调谐，增益最大，海

浪、雨雪抑制最小。

② 发射10分钟以上稳定频率。

③ 旋钮处于中间位置。

④ 进入初始菜单→选TUNE PRESET ，按

⑤ 用或键选择当时回波最强的值（或调

谐指示最多）。

⑥ 按 键保存。

四．海浪抑制预置（STC PRESET ）一般不用调，操作方法跟调谐预置一样。

雷达大数据处理步骤及效果展示

雷达数据处理步骤及效果展示 一、隧道衬砌质量检测数据处理步骤 1、打开软件RADAN，选择文件夹View→Customize→Directories； 2、打开文件File→Open(*.dzt)； 3、扫描信息预编辑：选择一段扫描剖面，切除多余扫描信息Cut，保存特定扫描剖面； 4、文件测量方向反转：打开文件，选择File→Save As ，打勾，另存； 5、距离信息编辑：（1）编辑文件头内的距离信息Edit→File Header, 扫描/ 米[scans/m], 米/标记[m/mark]，（2）编辑用户标记，（3）距离归一化处理； 6、里程编辑：Edit→File Header →3D option→X start输入里程起点坐标； 7、水平幅度调整：Process→Horizontal scale（叠加stacking、抽道skipping、加密stretching）； 8、调整地面反射信号位置：方法有两种，（1）Edit→File Header→position(ns)，（2）Process→Correct Position→delta pos (ns)； 9、介电常数调整：利用经验或钻孔获得介电常数，通过Edit→File Header→DielConstant调整； 10、增益调整：Process→Range Gain，增益点数易选5个； 11、水平滤波：Process→FIR Filter； 12、背景去除：Process→FIR Filter； 13、一维频率滤波Process→IIR Filter； 14、反褶积、一维频率滤波：Process→Deconvolution；Process→IIR Filter； 15、文件拼接：选择File→Append files；

激光雷达回波信号仿真模拟

激光雷达回波信号仿真模拟研究 摘要 关键字 第一章绪论 第一节引言 激光雷达（Lidar：Li ght D etection A nd R anging），是一种用激光器作为辐射源的雷达，是激光技术与雷达技术完美结合的产物。激光雷达的最基本的工作原理与我们常见的普通雷达基本一致，即由发射系统发射一个信号，信号到达作用目标后会产生一个回波信号，我们将回波信号经过收集处理后，就可以获得所需要的信息。与普通雷达不同的是，激光雷达的发射信号是激光而普通雷达发射的信号是无线电波，两者在波长上相比，激光信号要短的多。由于激光的高频单色光的特性，激光雷达具有了许多普通雷达无法比拟的特点，比如分辨率高，测量、追踪精度高，抗电子干扰能力强，能够获得目标的多种图像，等等。因此，利用激光雷达对大气进行监测，收集、分析数据，建立一个大气环境预测理论模型，这将会成为研究气候变化和寻求解决对策的一项重要武器。 第二节本文的选题意义 由于投入巨大，在研制激光雷达实物之前，我们需要进行模拟与仿真研究，预测即将研制的激光雷达的各性能指标，评价总体方案的可行性。激光雷达回拨信号仿真模拟就是利用现代仿真技术，逼真的复现雷达回波信号的动态过程，它是现代计算机技术、数字模拟技术和激光雷达技术相结合的产物。仿真模拟的对象是激光雷达的探测没标以及它所处的环境，模拟的手段是利用计算机和相关设备以及相关程序，模拟的方式是复现包含着激光雷达目标和目标环境信息的雷达信号。通过激光雷达回波信号的仿真模拟，进而产生回波信号，我们可以在实际雷达系统前端不具备条件的情况下，对激光雷达系统的后级设备进行调试。 第三节本文的研究思路和结构安排 本文主要研究面向气象服务应用的大气激光雷达。笔者在熟悉激光雷达的基本工作原理的前提下，学习和熟悉各种参数对大气回波能量的影响，进而学习和掌握matlab编程语言，并且根据给定的激光雷达系统参数、大气参数和光学参数，以激光雷达方程为基础，通过仿真模拟得到理想状态下的大气回波信号。但是，在实际测量工作中，由于大气中的各种干扰，我们获得的回波信号并不和理想状态下的大气回波信号一致，因此，在本文的后期工作中，笔者根据已有的大量激光雷达实测信号与模拟信号对比，既能验证仿真模拟结果的准确性，又能应用于激光雷达的性能指标等方面的分析上，具有比较高的实际应用价值。 第二章激光雷达的原理 第一节激光雷达系统 一个标准的激光雷达系统应该包含以下部件：激光器、发射系统、接收系统、光学系统、信号处理系统以及显示系统。它的工作原理图我们可以用下图表示：

经典雷达资料-第9章 电子反干扰(ECCM)-3

自适应阵列天线 自适应阵列天线（如图9.3所示）是N 个天线的集合，天线的输出送到加权求和网络，加权值随信号自动调整以减少不需要信号的影响，并增大求和网络输出中所需的信号。输出 信号z 经包络检波并与合适门限α 相比较以发现有用的信号[28][34]～[40]。自适应阵列天线是前 面章节中描述的SLC 系统概念的推广。我们首先考虑干扰对消及目标增强的基础理论，然后把注意力集中在使用自适应阵列天线来获得超分辨能力，以便有助于ECCM 。自适应阵列天 线的实现与数字波束形成技术有着越来越紧密的联系[41]～[43]。 干扰对消与目标信号增强 早在20世纪70年代初期，自适应阵列天线原理就得到非常精确的数学描述[40]。最佳权矢量的表达式给出基本的结果。 *1?S M W -=μ （9.6） 式中，)(T *V V M E =是阵列天线所接收的V （噪声加干扰）的N 维协方差矩阵；S 是N 维矢量，它包含某个方向来的目标信号的采样。可以看出，式（9.6）和SLC 的方程式（9.3）之间的相似性。 相比于SLC ，自适应阵列天线技术有在消除杂波、箔条和干扰时增强目标信号的能力。自适应系统以最佳模式分配其自由度（即阵列的每个天线接收的脉冲串）以达到上述目的。 图9.3 自适应阵列方案 自适应阵列基本理论的推广包括：（1）目标模型S 未知，而不是在式（9.6）中假设已知的。（2）除空间滤波外，还采用了多普勒滤波来消除杂波和箔条。（3）雷达平台如在舰载或机载应用中是移动的。

第9章 电子反干扰（ECCM ） ·359· 式（9.6）的最佳滤波的检测概率为[40] )/1ln(2,(*1T FA D P Q P S M S -= （9.7） 式中，Q (·,·)是Marcum Q 函数，P F A 是预先设定的虚警概率。可以证明，式（9.6）中的权矢量提供最大的改善因子I f ，它由下式定义： 输入端信干功率比 输出端信干功率比=f I （9.8） 输入端信干功率比(SNR)I （相对于单个回波脉冲）在天线的输入端测量。对应于式（9.6）中最佳权矢量的I f 值为[40] I * 1T )SNR (S M S -=f I （9.9） I f 比SLC 所采用的对消比更能代表自适应阵列的性能。事实上，自适应阵列中在消除干扰的同时使有用信号得到积累。 自适应天线的实现仅局限于一些实验系统，为了便于用计算机进行矩阵求逆，转换它们只使用了有限的少数（大约为10个）天线 [44][45] 。具有大量接收单元的阵列需做某些形式处理上的简化。一种部分自适应的方法是使用子阵，自适应处理器的输入来自子阵。必须合理地选择子阵以避免栅瓣 [46][47] 。 全自适应阵列的其他简化形式有确定性空间滤波及仅用相位置零技术。前者降低干扰可能到来的方向或立体角的副瓣电平，例如零度仰角及相邻区域是干扰最有可能出现的位置，因为干扰机通常是地基的或者距离很远。权矢量可离线求得，通过假设一个已知协方差矩阵M 并存入存储器，那里有一权矢量“菜单”，供操纵员或自动判决系统使用[48]。因为把移相器作为波束控制系统的一部分已经实现，所以相位置零技术有吸引力。如果相同的移相器可以同时用于波束控制和自适应干扰置零，则昂贵的改型就不必要了。可是，相位置零合成带来分析和计算上的困难，当单元权矢量的幅度和相位都可随意变动时，就不存在上述问 题[49][50]。尽管如此，试验性的系统已获得成功 [51]～[53] 。 超分辨 普通天线的分辨力受限于众所周知的瑞利准则，即两个在角度上分开不小于0.8λ/L （以弧度计）的等幅噪声源才可以被分辨，其中λ 代表波长，L 是孔径长度。当入射波的信号-热噪声之比较大时，自适应阵列天线可获得一个极窄的自适应波束宽度来获得较好的方向估计。对于ECCM 来说，这是非常重要的， 因为可以获得非常精确的干扰机选通信号，同时有可能测量干扰源强度及得到无副瓣的空间谱方向图。对干扰机的角度估计可用来在干扰机方向形成波束，并作为自适应干扰抑制的辅助通道[54]。干扰方向也可用做确定波束置零，特别是主波束置零[55]。除干扰源方向及干扰源强度外，该技术还可以提供其他信息，如干扰源数目及它们之间的互相关性，这些信息可以用来跟踪及分类干扰源，以便更好地对其作出反应。 W. F. Gabriel 提出并分析了超分辨概念[56]，他和其他后来学者描述了几种不同的方位估 计的方法[39][57]～[59]。其一是最大熵法（MEM ）。该方法适用于除了信号所在方位外具有全方 位接收方向图的Howells-Applebaun 自适应波束形成器。接收方向图中的零点指出了信号的存在。因为零点总比天线波瓣尖锐，所以用自适应波瓣可以更精确地测定信号方位，这也就

雷达视频信号高速采集

雷达视频高速数据采集方案 雷达回波得到大量的雷达图像数据,大量的数据对于数据的高速传输和实时存储都造成了极大的困难。在带宽一定的前提下，合理的采样率、采样精度、实时的板上FPGA处理及与计算机的数据传输带宽是进行雷达视频采集需要考虑的重要指标。 1. 模拟输入通道数：2通道； 2、数字输入通道数：3通道； 3、最高采样率： 400MSps； 4、 A/D分辨率：14Bit以上； 5、量程（输入范围）：±5V自校准； 6、输入信号带宽：0Hz～200MHz； 7、触发方式：用户可以通过FPGA二次开发； 8、触发电平：12VCOMS； 9、每通道64Msamples 10、USB或PXIe总线接口 采集系统如下：

板卡图形 板卡原理框图触发信号可以通过如下图输入：

FPGA可以用户开发，我们可根据需求描述的情况，重新对FPGA编程，满足以下情况： 由触发信号Trig控制开始采集和存储,天线每旋转一圈，会产生一个0点信号（HD）和360个方位信号（BP），每次采集128-130圈，即采集到128-130个0点信号（采集的点数能够在软件上任意设置）。工作时并不是360°方位角全部采集，应能在软件上设置任意角度采集，在采集扇角外的区域内，只数字计数，AD不采集。

关于坤驰科技： 坤驰科技专注于高速信号采集与数据采集产品与解决方案方案的高科技公司，公司成立于2006年，位于中关村科技园区。 坤驰科技立足虚拟仪器及测量领域，专注于高速数据采集产品提供与系统开发，成熟产品有：高速数据采集卡/数字化仪、高速AD卡、DA卡、数字IO卡、FPGA开发板、DSP处理板、中频信号采集、高频信号采集与处理的研发与系统解决方案。 公司地址：北京海淀区上地信息路1号国际科技创业园2号楼6层西 公司网址：https://www.wendangku.net/doc/1010930543.html, 全国咨询电话：400-000-4026

激光雷达高速数据采集系统解决方案

激光雷达高速数据采集系统解决方案 0、引言 1、 当雷达探测到目标后, 可从回波中提取有关信息，如实现对目标的距离和空间角度定位,并由其距离和角度随时间变化的规律中得到目标位置的变化率，由此对目标实现跟踪; 雷达的测量如果能在一维或多维上有足够的分辨力, 则可得到目标尺寸和形状的信息; 采用不同的极化方法，可测量目标形状的对称性。雷达还可测定目标的表面粗糙度及介电特性等。接下来坤驰科技将为您具体介绍一下激光雷达在数据采集方面的研究。 1、雷达原理 目标标记： 目标在空间、陆地或海面上的位置, 可以用多种坐标系来表示。在雷达应用中, 测定目标坐标常采用极(球)坐标系统, 如图1.1所示。图中, 空间任一目标P所在位置可用下列三个坐标确定: 1、目标的斜距R； 2、方位角α；仰角β。 如需要知道目标的高度和水平距离, 那么利用圆柱坐标系统就比较方便。在这种系统中, 目标的位置由以下三个坐标来确定: 水平距离D，方位角α，高度H。 图1.1 用极(球)坐标系统表示目标位置

系统原理： 由雷达发射机产生的电磁能, 经收发开关后传输给天线, 再由天线将此电磁能定向辐射于大气中。电磁能在大气中以光速传播, 如果目标恰好位于定向天线的波束内, 则它将要截取一部分电磁能。目标将被截取的电磁能向各方向散射, 其中部分散射的能量朝向雷达接收方向。雷达天线搜集到这部分散射的电磁波后, 就经传输线和收发开关馈给接收机。接收机将这微弱信号放大并经信号处理后即可获取所需信息, 并将结果送至终端显示。 图1.2 雷达系统原理图 测量方法 1）.目标斜距的测量 雷达工作时, 发射机经天线向空间发射一串重复周期一定的高频脉冲。如果在电磁波传播的途径上有目标存在, 那么雷达就可以接收到由目标反射回来的回波。由于回波信号往返于雷达与目标之间, 它将滞后于发射脉冲一个时间tr, 如图1.3所示。 我们知道电磁波的能量是以光速传播的, 设目标的距离为 R, 则传播的距离等于光速乘上时间间隔, 即2R=ct r 或 2 r ct R

经典雷达资料-第16章 机载动目标显示(AMTI)雷达-1

第16章机载动目标显示（AMTI）雷达 FRED M. STAUDAHER 16.1 采用AMTI技术的系统 机载搜索雷达最初是为远程侦察机探测舰艇研制的。第二次世界大战后期，美海军研制了几种机载预警（AEW）雷达，用来探测从舰艇雷达天线威力区之下飞近特遣舰队的低空飞机。在增大对空和对海面目标的最大检测距离方面，机载雷达的优点是显而易见的，只要了解下述情况就很清楚了，高度为100ft的天线桅杆，其雷达视线距离只有12n mile，而与其相比，飞机高度为10 000ft时，雷达视线距离则为123n mile。 神风突击队袭击造成多艘哨舰的损失引起了机载自主探测与控制站的设想，后来这种系统发展成为一种用于洲际防空的边界巡逻机。 E—2C航空母舰舰载飞机（如图16.1所示）使用机载预警雷达作为其机载战术数据系统中的主要传感器。这种雷达的视界很宽，用于检测海杂波和地杂波背景中的小飞机目标。由于其首要的任务是检测低空飞行的飞机，因此这种雷达就不能靠抬高天线波束的仰角来消除杂波。AMTI雷达系统就是在这种情况下发展起来的[1]~[3]，与前一章中探讨的地面雷达的MTI 系统相似[1][4]~[6]。 图16.1 带有旋转天线罩的E—2C空中预警机 在截击机火炮控制系统中，AMTI雷达系统还可用来捕捉和跟踪目标。在这种场合中，雷达仅需抑制指定目标附近的杂波。因此，在目标所处的距离和角度扇形区内可将雷达优化到最佳状态。MTI系统也可以装在侦察机或战术歼击-轰炸机上用来检测地面运动的车辆。由于目标速度低，因而采用较高的雷达频率以获得大的多普勒频移。因为背景杂波通常很强，故这些雷达能够有效地采用非相参MTI技术。 高空、高机动、高速度的环境条件及尺寸、重量、功耗的限制给AMTI雷达设计者带来了一系列的特殊问题。本章将专门探讨机载条件下如何处理这些特殊问题。

雷达介绍资料汇总

概述 介绍 Rockwell Collions WXR-2100型多扫描气象雷达在气象信息的处理和提炼方法上有革命性的突破，多扫描气象雷达是一种全自动雷达，它可以在不需要飞行员输入扫描角度和进行增益设置的情况下，不管在什么时候，不管飞机的姿态如何，对所有范围内重要的气象信息进行无杂波的显示。当多扫描气象雷达工作在自动模式的时候，每个飞行员将会获得一般只有有经验的雷达操作员才能获得的气象信息，而飞行员只需进行简单的规范化航空公司飞行员培训。多扫描气象雷达有效的减少了飞行员的工作负担，并增强了天气的探测能力，增加了机组及旅客的安全性。 多扫描雷达工作的关键在于雷达对雷雨底部反射部分的探测，然后通过先进的数字信号处理技术对地面杂波进行抑制。为了对短、中、长距离范围内的气象进行更好的探测，多扫描气象雷达也集成了多雷达扫描功能，对扫描角度进行预设。因此，在不同的飞行阶段，不同的探测距离，它的气象探测结果都十分出色。真320海里探测和Qverflight Protection功能是多扫描气象雷达众多新特征中的两个。多扫描气象雷达因为使用先进的运算法则来消除地面杂波，这使它能够跨越雷达视野的限制，为飞行员提供真正意义上的320海里气象资料。Overflight Protection功能使机组人员能够躲开雷雨顶部渗透，这是如今导致飞机颠簸的主要原因之一。Overflight Protection功能将那些对飞机造成威胁的任何雷雨信息保持在雷达显示屏上，直到它不在对飞机造成威胁为止。 系统描述 重要的运行特点 全自动工作：多扫描气象雷达设计工作在全自动模式，飞行员只需输入探测范围，而不需要输入扫描角度和进行增益设置。 理想的无杂波显示：Rockwell Collions第三代地面杂波抑制算法能减少约98%的地面杂波，这使它能理想的无杂波显示有威胁的气象信息。 在不同探测范围和飞行高度情况下良好的气象探测能力：多扫描气象雷达将从不同扫描角度获得的气象数据储存在存储器中，当飞行员选择了所要求的显示范围，不同角度的扫描信息将会从存储器中取出并一起显示。通过多角度的扫描，可以获得近距离和远距离的气象信息，这使得不管飞机的姿态如何，不管何种探测范围，显示屏上所呈现的都是一幅最优化的气象图。 决策气象：多扫描气象雷达能够提供真正意义上的320海里决策气象信息。 Gain Plus：Gain Plus包括以下功能： 传统的加减增益控制：多扫描气象雷达允许机组人员在人工或自动工作模式的时候进行增加或减小增益。 基于温度的增益控制：在高海拔的巡航高度，由于低的雷雨雷达反射率，将会基于温度对雷雨增益进行补偿。 路径衰减补偿和警报（PAC Alert）：对距飞机80海里范围内的干扰性气象造成的衰减进行补偿，当补偿超过限制，一个黄色的PAC Alert杆将显示以提醒飞行员注意雷达阴影区。Overflight Protection：Overflight Protection功能减少了在高海拔巡航高度时疏漏雷雨顶部渗漏的可能性。多扫描气象雷达向下扫描波束的信息和它的信息存储能力将发挥作用，可以防止在飞机完全穿越有威胁的雷雨区之前，雷雨区图象在显示屏上消失。 海洋气候反射率补偿：多扫描气象雷达能对海洋雷雨反射率的减小进行增益补偿，以便在

浅谈雷达显示方式的一次显示

浅谈雷达显示方式的一次显示 【摘要】一次显示是现代雷达中显示目标参数的一种重要的显示方式。本文详细的介绍了一次显示在现代雷达显示数据的重要功能、以及一次显示的数据在雷达中如何形成、处理、最后在雷达的终端上显示的过程。 【关键词】一次显示;显示器;压缩处理 1.一次显示技术简介 雷达终端显示器用来显示雷达所获得的目标信息和情报，显示的内容包括目标的位置及其运动情况，目标的各种特征参数等。早期的雷达终端显示器主要采用模拟技术来显示雷达原始图像。随着数字技术的飞速发展以及雷达系统功能的不断提高，现代雷达的终端显示器除了显示雷达原始图像之外，还要显示经过计算机处理的雷达数据，例如目标的高度、航向、速度、轨迹、架数以及人工对雷达进行操作或控制的标志过数据，现代雷达的终端显示器的显示方式有两种，分为一次显示和二次显示。一次显示主要通过接收雷达的原始视频、检查视频、状态信息、目标参数，通过计算机处理，采用FPGA完成一次视频的加工、处理，实现一次信息的现实。 2.一次显示实现方法及系统组成 一次显示计算机在通过光口接收到信号处理数据后，通过总线译码缓冲逻辑将数据分别送给两片信号处理芯片，用于搜索、跟踪两路显示画面的映射数据读取和信号处理，进行信号处理之后的数据分别通过双口显存译码逻辑存储到两个显示器对应的显示存储区中，按照两个示器的帧同步脉冲、行同步脉冲送出，通过D/A和运放之后与输入的二次显示驱动信号叠加，并将最终显示驱动信号数据输出，实现一次显示的功能组成框图如图1所示。 图1 一次显示功能框图 3.一次显示实现的步骤 一次显示模块显示软件采用区域波位更新的方式，根据各波位返回的数据的不同进行缓冲区刷新，而后对缓冲区进行显示打出。 实现步骤为： 第一步：距离压缩采用FPGA实现; 第二步：角度映射，根据现实内容的情况建立每个显示映射区，将前面压缩后的数据与显示映射区内的数据选大后更新;

经典雷达资料-第5章__固态发射机

第5章固态发射机 Michael T. Borkowski 5.1 引言 在逻辑电路和其他小功率电路，甚至在像电源和低于1MHz的能量转换器这样的大功率应用系统中，固态器件已广泛代替了真空器件。惟一的例外是阴极射线管（CRT），原因是它比等离子体显示器便宜得多。由于单个固态器件的输出功率是相当有限的，所以，在雷达发射机中，从高功率的速调管、行波管（TWT）、正交场放大管（CFA）和磁控管到固态器件的过渡是渐进的。然而，与真空管相比，固态器件有许多优点。 （1）不需要热阴极。因此，不存在预热延迟、灯丝功率浪费，且使用寿命几乎无限期。 （2）器件工作在低得多的电压环境下。因此，要求的电源电压是伏特级而不是千伏级，这样就避免了大空间、充油或密封的要求，从而，节省了电源的体积和重量，使电源和微波放大器获得较高的可靠性。 （3）用固态器件设计的发射机与真空管发射机相比，平均无故障时间（MTBF）得以提高。已经测过的放大模块的平均无故障时间大于100000 h。 （4）不需要脉冲调制器。用于雷达的固态微波器件通常采用C类工作方式，当射频驱动开和关时，它是自触发的。 （5）模块故障时，系统具有故障弱化功能。这是因为发射机的输出功率是由大量的固态器件合成提供的，而且当个别单元故障时，其他单元能很容易地重新组合以弱化故障。若以分贝表示，输出的总功率仅降低20lg r，其中r为工作的放大器与放大器总数之比。 （6）可获得很宽的带宽。一般高功率的微波真空管能获得10%～20%的带宽，而固态发射模块可获得50%或更大的带宽，并具有好的效率。 （7）在相控阵雷达应用中，可获得很好的灵活性。在相控阵雷达系统中，每个天线单元可以与单个有源收发组件相连接，这样就可消除通常存在于真空管系统中，位于点源管放大器与天线阵列表面之间的射频分配损耗。另外，用于波束控制的相位移动可在低电平上，在有源阵列单元的输入馈电端实现。这样就避免了辐射单元移相器高功率损耗，并提高了整机的效率。因输出功率是在空间合成的，从而任一点的峰值射频功率相当低。另外，输出幅度锥削可通过关断或减弱单个的有源放大器来实现。 高功率真空管被固态器件取代的进程比以前预想的要缓慢得多。事后分析，其原因是，在相同的峰值功率和占空比条件下，直接用固态器件取代脉冲工作的射频真空管过于昂贵且无法进行。与射频真空管相比，微波半导体器件的热时间常数短得多（是毫秒级，而不是秒级）。结果使平均功率为50W的微波晶体管在脉冲期间不过热的前提下，不能承受比100～200W更大的脉冲功率。具有窄脉冲宽度和低占空比的真空管式老雷达只能非常低效地利用微波晶体管的平均功率能力。例如，要取代L波段平均射频功率为500W、占空比

地面雷达数据处理系统设计

地面雷达数据处理系统设计 摘要：针对目前地面雷达数据处理中存在的目标多，机动性强，地面杂波强，虚警率高等问题，采用并设计了解速度模糊、点迹凝聚、航迹处理等算法，结合软件编程技术，对信号处理后的数据进行综合处理，经过雷达外场鉴定试验测试，数据处理使雷达的发现概率、虚警率、方位距离精度、速度分辨力等指标各提高了约十个百分点。 0 引言 数据处理作为雷达系统的一个重要组成部分，可以看成是雷达信号处理的后处理过程，可以对信号处理后的数据进行筛选，并且从零星探测的小目标进行综合分析，消除由杂波、虚假目标、干扰目标、诱饵目标等造成的虚假检测，提高对目标的发现概率，降低虚警率，对目标建立航迹，并预测目标运动方向、位置的后果，其精度和可靠性都高于雷达的一次观测，改善雷达信号处理结果，使雷达的使用价值和性能得以提高。 早期的雷达数据处理方法有最小二乘法、现代滤波理论、Kalman滤波、机动目标跟踪方法等。目前对雷达数据处理的研究，特别是航迹处理部分，大多都是对付空中目标和海上目标的，这样的目标机动性不强，背景简单，容易预测航迹。而地面目标具有强机动性、情况复杂、目标种类繁多、同一范围内目标遮挡等环境干扰因素较多，这些对目标的检测、归并、凝聚、建航都提出了高的要求。需要对以前在航空和航海领域应用较多的航迹处理方法进行发展和完善，发展出适合强机动目标的改良算法。 随着信息技术的发展，雷达数据处理的研究有以下几个发展方向：弱小目标的自动跟踪，可利用帧间滤波、检测前跟踪和先进算法来提升自动跟踪性能；高速计算与并行处理；多传感器信息融合与控制一体化；搜索、跟踪、引导、识别与指挥一体化。 1 数据处理的系统设计 雷达数据处理采用计算机作为载体，通过编写数据处理软件来实现，计算机能够非常灵活地完成各种类型的数据处理工作；数据处理的软件化也能使整个雷达系统的兼容性和可扩展性更强，功能更完善，界面更友好。 数据处理软件完成的功能主要包括：采集数据(信号处理的目标数据、定北数据、定位数据)，对信号处理后的目标数据进行格式转换、点迹凝聚等优选目标数据后形成更加准确、精确的目标点迹数据；对点迹数据进行航迹处理后形成目标的航迹；把处理后的目标点迹、航迹数据进行输出。数据处理功能。 在研究和参考已有雷达数据处理算法的基础上，对模拟目标数据、同类型其他雷达试验中录取的实际目标数据进行了仿真处理，根据处理结果，对已有算法进行修改完善，以适用本雷达技术特点和指标的要求。 2 点迹形成的算法设计 由于雷达波束在连续扫描时，波束波瓣有一定宽度，至少有好几个脉冲连续扫到目标，每个脉冲都对应一个方位值，同一目标被捕捉到多次，多次捕获目标时的方位值都不同，这就造成了方位角的分裂程度较大。因此需要把一次扫描中同一目标的多个点迹凝聚成一个点迹。先在距离上进行凝聚，得到水平波瓣内不同方位上的距离值；再在方位上凝聚，可获得惟一方位估计值；然后把距离值进行线性内插获得惟一的距离估计值。 (1)同一目标在距离上的凝聚处理，需将在距离上连续或间隔一个量化单元的点迹按照式(1)求取质心，将质心作为目标点迹的距离估计值： 式中：n为目标的点迹个数；Ri，Vi分别为第i个目标点迹的距离和回波幅度值。 (2)同一目标在方位上的凝聚处理，需将在方位上相邻的点迹按照式(2)求取质心，将质心作

经典雷达资料-第21章 合成孔径(SAR)雷达-1

第21章合成孔径（SAR）雷达 L.J.Cutrona 21.1 基本原理和早期历史 对于机载地形测绘雷达，一个日益迫切的问题是要求其具有更高的分辨力，并通过“强力”技术来达到高分辨力。通常这种类型的雷达系统是通过辐射短脉冲来获得距离分辨力，通过辐射窄波束来获得方位分辨力。 有关距离分辨力和脉冲压缩技术的一些问题已在第10章中讨论过了。在第10章中已经表明，若发射信号的带宽足够宽，则采用适当的技术可获得比相应脉宽要好得多的分辨力。由于脉冲压缩已在第10章中进行了广泛地讨论，因此本章将讨论直接应用于合成孔径技术中的脉冲压缩技术，特别是讨论对于同时完成脉冲压缩和方位压缩的技术，而不讨论顺序地完成距离压缩和方位压缩的技术。 本章所要讨论的基本原理是利用合成孔径技术来改善机载地形测绘雷达的方位分辨力，使其值比辐射波束宽度所能达到的方位分辨力要高得多。 SAR是采用信号处理的方法产生一个等效的长天线，而非真正采用物理的长天线。事实上，在绝大多数场合，使用的仅是一根较小的实际天线。 在考虑合成孔径时人们以长线性阵列物理天线的特性为参考。在阵列天线中，许多辐射单元沿直线配置在适当的位置上，并利用这种实际的线性阵列天线，使信号同时馈给天线阵的每个单元；同样地，当天线用于接收时，可使各个单元同时接收信号。在发射和接收工作模式下，用波导或其他传输线连接，利用干涉现象得到有效的辐射方向图。 若辐射单元相同，则线性阵列天线的辐射方向图是单个单元的方向图和阵列因子两个量的积。在线性阵列天线中，阵列因子比单元的方向图具有尖锐得多的波瓣（较窄波束），这种天线阵因子的半功率波束宽度β（rad）可由下式给出，即 β=（21.1） L/λ 式中，L为实际阵列天线的长度；λ为波长。 合成孔径天线往往仅用单个辐射单元。天线沿一直线依次在若干个位置平移，且在每一个位置发射一个信号，接收相应发射位置的雷达回波信号并储存起来。储存时，必须同时保存所接收信号的幅度和相位。 当辐射源移动一段距离L eff后，储存的信号和实际线性阵列天线的每一个单元所接收到的信号非常相似。因此，若对储存的信号采用与实际线性阵列天线相同的运算，就可获得长天线孔径的效应。这一概念将导致这种技术被称为合成孔径。 机载地形测绘雷达系统的天线通常被安装在侧视方向，而飞机的运动可将辐射单元送到天线阵的每一个位置。这些阵列位置就是实际天线在发射和接收雷达信号时的那些位置。

雷达信号处理和数据处理

脉冲压缩雷达的仿真脉冲压缩雷达与匹配滤波的MATLAB仿真 姓名：-------- 学号：---------- 2014-10-28 西安电子科技大学

一、 雷达工作原理 雷达，是英文Radar 的音译，源于radio detection and ranging 的缩写，原意为"无线电探测和测距"，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此，雷达也被称为“无线电定位”。利用电磁波探测目标的电子设备。发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。 雷达发射机的任务是产生符合要求的雷达波形（Radar Waveform ），然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去，遇到目标后，电磁波一部分反射，经接收天线和收发开关由接收机接收，对雷达回波信号做适当的处理就可以获知目标的相关信息。 但是因为普通脉冲在雷达作用距离与距离分辨率上存在自我矛盾，为了解决这个矛盾，我们采用脉冲压缩技术，即使用线性调频信号。 二、 线性调频（LFM ）信号 脉冲压缩雷达能同时提高雷达的作用距离和距离分辨率。这种体制采用宽脉冲发射以提高发射的平均功率，保证足够大的作用距离；而接受时采用相应的脉冲压缩算法获得窄脉冲，以提高距离分辨率，较好的解决雷达作用距离与距离分辨率之间的矛盾。 脉冲压缩雷达最常见的调制信号是线性调频（Linear Frequency Modulation ）信号,接收时采用匹配滤波器（Matched Filter ）压缩脉冲。 LFM 信号的数学表达式： （2.1） 其中c f 为载波频率，()t rect T 为矩形信号： （2.2）

雷达图像 处理

与光学图像相比，SAR图像视觉可读性较差，并且受到相干斑噪声及阴影、透视收缩、迎坡缩短、顶底倒置等几何特征的影响。因此对SAR雷达图像的图像增强与边缘检测将有别于一般的光学图像。 首先，图像增强技术是指按特定的需要突出一幅图像中的某些信息，同时削弱或去除某些不需要的信息，它是一种将原来不清晰的图像变得清晰或强调某些感兴趣的特征，抑制不感兴趣的特征，使之改善图像质量，丰富信息量，加强图像判读和识别效果的图像处理方法。从纯技术上讲，图像技术分为频域处理法和空域处理法。 空域图像增强是直接对图像中的像素进行处理，基本上是以灰度影射变化为基础的，所用的影射变换取决于增强的目的。具体来说，空域法包括点运算和模板处理，其中点运算时针对每个像素点进行处理的，与周围的像素点无关。空域增强方法大致分为3种，它们分别是用于扩展对比度的灰度变换、清除噪声的各种平滑方法和增强边缘的各种锐化技术。灰度变换主要利用点运算来修改图像像素的灰度，是一种基于图像变换的操作；而平滑和锐化都是利用模板来修改像素灰度，是基于图像滤波的操作。 频域处理法的基础是卷积定理。传统的频域法是将需要增强的图像进行傅里叶变换或者离散余弦变换，或者是小波变换，然后将其与一个转移函数相乘，再将结果进行反变换得到增强的图像。 在空域图像增强中，形态学的基本思想是使用具有一定形态的结构元素度量和提取图像中的对应形状，从而达到图像进行分析和识别的目的，利用不同的数学形态学变换滤波方法在对S AR图像直接进行平滑滤波的应用中取得较好的结果。算法简单，物理意义明显。 形态学的基本思想是使用具有一定形态的结构元素度量和提取图像中的对应形状，从而达到图像进行分析和识别的目的。由于形态学算子实质上是表达物体或形状的集合与结构元素之间的相互作用，结构元素的形态就决定了这种运算所提取的信号的形态信息。因此数学形态学对信号的处理具有直观上的简单性和数学上的严谨性，在描述信号形态特征上具有独特的优势。同时，形态学中的形态滤波器可借助于先验的几何特征信息，利用形态学算子有效地滤除噪声，又保留图像中的原有信息。因此在图像平滑滤波、分割、识别、形状描述等方面得到了广泛的应用，它最显著的特点是直接处理图像表面的几何形状，具有快速、健壮和精确的特性。 本文将开运算和闭运算的另外一种组合方法——交替顺序滤波运用到s AR图像增强处理中。它是用一系列不断增大的结构元素来执行开闭滤波。具体过程如下：本文开始使用的是一个2 ×2较小的结构元素，然后增加其大小，直到其大小与获得单个开闭滤波器最佳效果所用的3 ×3结构元素的大小相同为止。 在频域图像增强中，小波变换的时域与频域是具有多分辨率的时频分析方法，我们可以利用它的这个特性来对信号做高通滤波和低通滤波，得到原始信号的逼近信号和细节信号。对一幅图像sar进行基于小波变换的增强处理，主要步骤：1、对图像用mallat快速算法进行小波分解；2、选取增强系数；3、对处理后的小波系数进行小波逆变换，得到增强图像。多尺度积用于图像边缘检测。但小波变换各向同性的性质导致方向选择性差，不能有效地捕捉轮廓信息。 其次图像边缘检测边缘的种类分为两种，一种为阶跃性边缘，它两边的像素的灰度值有着显著的不同；另一种成为屋顶状边缘，它位于灰度值从增加到减少的变化转折点。边缘特征提取的常用方法有Sobel算子和Cannny算子，其中canny算子对高斯加性噪声有一定的抑制作用，提取的边缘方向和位置信息比较准确，但是SAR的噪声为Gamma分布的乘性噪声，

专业雷达数据分析模块

专业雷达数据分析模块 PCI Geomatica 高级SAR数据滤波：包括增强的Frost, Lee, Kuan 滤波功能 极化SAR数据分析：读取、分析并校准JPL aircraft SAR Stokes和散射矩阵数据. SAR 数据校准：包括生产校准的后向散射系数和雷达亮度。 SAR 数据分析：包括特征提取和变化检测 EarthView 产品系列 EarthView 套装软件提供从航天SAR数据生成高质量影像、DEM及变形图的完整的软件包。套装软件目前由四个产品组成： 1) EarthView APP v3.1 -- 完整解释为The Advanced Precision Processor，可将原始航天SAR数据转换为高质量影像产品。 2) EarthView InSAR v3.1 -- 干涉测量工作站可从处理的航天SAR影像生成DEM及变形图。CTM模块-- EarthView InSAR v3.1新增了CTM模块，CTM InSAR用来对连续性的目标进行变化监测。 3) EarthView Hypac -- 高光谱处理软件包，用来进行大数据量的高光谱图像处理。 4) EarthView Stereo v3.1 -- 三维模块应用一对SAR影像，生成区域的数字地形高程模型。产品特点 Atlantis致力于现代化其生产线，提供新水平的集成与交互操作能力、改进的易用性、常用的“look and feel”、对所有支持平台的可移植性。产品的几个主要特点包括： 1) 采用多CPU增强生产的能力； 2) 更新的生产“look and feel”以确保直观的版面、更新的设计及改进的交互生产连贯性； 3) 新的借助于硬件加速能力的可视化技术； 4) 简化的安装和授权程序； 5) 教育版，包含所有操作模式，但只支持有限数量的训练数据（注意教育版只能在Windows NT/2000下操作）。

2.2雷达、雷达数据处理技术指标

1 雷达子系统设备技术指标 （1）雷达天线 天线类型：X波段波导开缝天线 天线尺寸：≥18ft 天线增益：≥35dB 水平波宽：≤0.45°(-3dB) 垂直波宽：≥10° 天线转速：20r/min（转速可编程） 极化方式：水平线极化 付瓣电平：≤-26dB(±10°内) ≤-30dB(±10°外) 驻波比：≤1.25 马达：有保护、有告警 电源：380V/220V±10%，50Hz±5% （2）雷达收发机 发射功率：25kw 发射频率：9375±30MHz 脉冲宽度：40ns~80ns/250ns~1000ns可调 脉宽误差：≤10ns 脉冲前沿宽度：≤20ns 脉冲后沿宽度：≤30ns 重复频率：400~5000Hz可调 噪声系数：≤4dB 中放带宽：3～20MHz与脉冲宽度自适应 对数中放范围：≥120dB 镜像抑制：≥18dB

扇形发射区数：4 扇形发射分辨力：1° （3）雷达维修终端 CPU：最新双核处理器，主频率≥3.0GHz，支持二级缓存，二级缓存≥2M，处理器数量≥2 内存：≥2GB，支持ECC内存纠错技术 内存磁盘：≥120GB，接口SATA，转速≥10000rpm 主板：CPU插座与CPU匹配 内存插槽：≥3 外设接口：并口≥1，串口≥1，PS/2≥2，USB≥4显示器：液晶，17in，1280*1024 2

3雷达数据综合处理子系统设备技术指标 （1）雷达信号处理器 采样频率：≥60MHz 幅度量化：≥8bit 方位量化：≥8192 处理范围：≥30n mile（每个雷达站） 视频更新延迟时间：≤300ms 陆地掩膜单元：≤0.044° 杂波处理：相关处理、STC、CFAR及门限处理等（2）目标录取器 目标视频：数字视频（反映目标回波的大小、形状、幅度、运 动尾迹） 视频幅度：≥4bit 视频分辨力：≤3m(距离，最小值) ≤0.088°(方位，最小值) 标绘视频：计算目标的大小及轴向 最大模拟目标数：100个 （3）目标跟踪器 跟踪能力：≥700(动目标)+300(静目标) 跟踪性能：在跟踪目标航速≤70kn，跟踪目标加速度≤1kn/s， 跟踪目标转向率≤3o/s时，能保持稳定跟踪；在目 标航向和航速基本不变的情况下，当两个跟踪目标

雷达数据处理

雷达数据处理-雷达数据处理 雷达数据处理-正文 *从一系列雷达测量值中，利用参数估值理论估计目标的位置、速度、加速度等运动参数；进行目标航迹处理；选择、跟踪目标；形成各种变换、校正、显示、报告或控制等数据；估计某些与目标形体、表面物理特性有关的参数等。早期的一些雷达，采用模拟式解算装置进行数据处理。现代雷达已采用数字计算机完成这些任务。 数据格式化雷达数据的原始形式是一些电的和非电的模拟量，经接收系统处理后在计算机的输入端已变成数字量。数字化的雷达数据以一定格式组成雷达数据字。雷达数据字可编成若干个字段，每一个字段指定接纳某个时刻测量到的雷达数据。雷达数据字是各种数据处理作业的原始量，编好后即送入计算机存储器内的指定位置。 校正雷达系统的失调会造成设备的非线性和不一致性，使雷达数据产生系统误差，影响目标参数的无偏估计。为保证高质量的雷达数据，预先把一批校正补偿数据存储于计算机中。雷达工作时，根据测量值或系统的状态用某种查表公式确定校正量的存储地址，再用插值法对测量值进行校正和补偿，以清除或减少雷达数据的系统误差。 坐标变换雷达数据是在以雷达天线为原点的球坐标系中测出的，如距离、方位角、仰角等。为了综合比较由不同雷达或测量设备得到的目标数据，往往需要先把这些球坐标数据变换到某个参考坐标系中。常用直角坐标系作为参考坐标系。另外，在球坐标系中观察到的目标速度、加速度等状态参数是一些视在几何分量的合成，不能代表目标在惯性空间的运动特征。若数据处理也在雷达球坐标系中进行，会由于视在角加速度和更高阶导数的存在使数据处理复杂化，或者产生较大的误差。适当选择坐标系，可以简化目标运动方程，提高处理效率或数据质量。 跟踪滤波器跟踪滤波器是雷达数据处理系统的核心。它根据雷达测量值实时估计当前的目标位置、速度等运动参数并推算出下一次观察时目标位置的预报值。这种预报值在跟踪雷达中用来检验下一次观测值的合理性；在搜索雷达中用于航迹相关处理。常用的跟踪滤波器有α-β滤波器、卡尔曼滤波器和维纳滤波器,可根据拥有的计算资源、被处理的目标数、目标的动态特性、雷达参数和处理系统的精度要求等条件选用。α－β滤波器的优点是算法简单，容易实现，对于非机动飞行的等速运动目标,位置估值和速度估值的平方误差最小,故可对等速运动目标进行最佳滤波。对于机动飞行的目标，由于α－β滤波器描述的目标运动模型与实际情况存在差异,会产生较大的误差。为此,广泛采用一种称为机动检测器的检测装置，以便在发现目标作机动飞行时能自动调整测量周期或修改α值和β值，使跟踪误差保持在允许的范围内。同α-β滤波器不同,卡尔曼滤波器中除装有稳态的目标轨迹模型外，还设有测量误差模型和目标轨迹的随机抖动模型。因此，它对时变和非时变的目标动态系统能作出最佳线性、最小方差的无偏估计。除目标状态的估计外，卡尔曼滤波器还能估计状态估值的误差协方差矩阵。利用误差协方差矩阵可以检测目标机动，调整滤波系数，实现对机动目标的自适应滤波。 目标航迹处理早期的搜索雷达由操作员从显示器上判定目标的存在，并逐次报出目标的位置。标图员根据报告的目标数据进行标图,并把图上的点顺序连接,形成目标航迹。这个过程称为目标航迹处理。现代雷达系统的航迹处理已无需人工处理，而主要由计算机来完成。利用计算机进行数据处理的搜索雷达，称为边跟踪边扫描雷达系统。雷达测量到的离散

基于无人船的雷达数据处理系统的制作方法

本技术公开了一种基于无人船的雷达数据处理系统，包括数据采集模块以及数据处理模块；所述数据采集模块包括雷达传感器、遥感影像接收器、摄像模块、船体数据采集模块，所述数据采集模块将所采集的信息预处理后传输至数据处理模块；所述雷达传感器，所述雷达传感器发射电磁波对覆盖水域上的目标进行照射并接收其回波，获得目标跟踪数据并将接收到的电磁波处理为模拟信号。优点在于：本技术的数据处理模块通过模拟建模分析，计算出三维雷达数据，再通过激光雷达得到激光点云分类图、数字高程模型DEM、等高线、数字表面模型DSM、数字正射影像图DOM，最终计算出障碍物点得到障碍信息与前文所得障碍信息比对，保证最终得出的障碍信息准确无误。 权利要求书 1.一种基于无人船的雷达数据处理系统，其特征在于，包括数据采集模块以及数据处理模块； 所述数据采集模块包括雷达传感器、遥感影像接收器、摄像模块、船体数据采集模块，所述数据采集模块将所采集的信息预处理后传输至数据处理模块； 所述雷达传感器，所述雷达传感器发射电磁波对覆盖水域上的目标进行照射并接收其回波，获得目标跟踪数据并将接收到的电磁波处理为模拟信号； 所述遥感影像接收器，用于实时接收卫星下传的遥感影像，并转化为数字信号； 所述摄像模块，至少包括10个全景摄像机，其中至少50%的全景摄像机位于船体的前进方向，用于获取船体周边的视频数据，并转化为数字信号； 所述船体数据采集模块，用于获取船体的位置数据数据、船体的行驶速度数据和船体的加速度数据，并将其电信号转化为数字信号；

所述数据处理模块处理数据采集模块所传输的数据处理后得到障碍信息。 2.根据权利要求1所述的基于无人船的雷达数据处理系统，其特征在于，所述数据处理模块包括模拟建模分析： S1、通过NVIDIA Tegra K1移动处理器进行将雷达传感器所传输的模拟信号进行三维雷达数据转换； S2、通过激光雷达数据处理，得到激光点云数据分类图、数字高程模型DEM、等高线、数字表面模型DSM、数字正射影像图DOM，并将三维数据点投影到栅格地图上； 将所有栅格相对高度大于某个阈值的栅格设定为障碍物点，即得到障碍信息。 3.根据权利要求2所述的基于无人船的雷达数据处理系统，其特征在于，使用分布式计算系统存储雷达数据，通过建立MapReduce模型以云计算的方式对雷达数据进行高速处理，将处理结果与障碍信息进行比对，将一致信息输出，将不一致的信息重新导入步骤S1计算。 4.根据权利要求2所述的基于无人船的雷达数据处理系统，其特征在于，所述数据采集模块在将数据传输至数据处理模块时，按照同一时间戳为时间基准，对每路数据按各自的固有帧周期进行顺序编号，并在存储数据的同时将各路数据帧编号的对应关系存储下来。 5.根据权利要求2所述的基于无人船的雷达数据处理系统，其特征在于，遥感影像的处理步骤如下： 1)遥感影像接收器在接收遥感影像后，确定遥感影像的分辨率并截取，对截取遥感影像进行数据标注； 2)使用Canny边缘检测算法对截取的遥感影像进行预处理，通过对图像边缘进行提取，并将提取得到的图像与原图像叠加，突出航道特征，用以加速分析； 3)搭建图像分类模型，通过在对基础的网络进行分类任务的训练中，在网络的参数存留下低