專利名稱：基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)檢測(cè)的同頻干擾抑制模塊及同頻干擾抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)檢測(cè)的同頻干擾抑制模塊及同頻干擾抑制方法。
背景技術(shù)：
自1943年美國(guó)正式推出微波雷達(dá)以來，微波雷達(dá)一直廣泛應(yīng)用于艦船的導(dǎo)航領(lǐng)域，連續(xù)發(fā)射電磁波的雷達(dá)稱為連續(xù)波雷達(dá)，按發(fā)射信號(hào)的形式區(qū)分，連續(xù)波雷達(dá)分為非調(diào)制單頻或多頻連續(xù)波雷達(dá)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)。非調(diào)制單頻連續(xù)波雷達(dá)能對(duì)相當(dāng)距離范圍內(nèi)的具有任何移動(dòng)速度的目標(biāo)進(jìn)行測(cè)速，而脈沖雷達(dá)只有采用復(fù)雜的技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)此性能，連續(xù)波雷達(dá)容易區(qū)分活動(dòng)目標(biāo)，適用于檢測(cè)單一活動(dòng)目標(biāo)。船用連續(xù)波導(dǎo)航雷達(dá)可以安裝在各類船舶上，一方面，用于港口環(huán)境下，探測(cè)船舶自身周圍的各類物體如船只、浮標(biāo)、橋墩、堤岸等，給船舶駕駛員提供直觀的目標(biāo)距離與方位信息，規(guī)避各類危險(xiǎn)障礙物，防止碰撞事故；另一方面，引導(dǎo)船舶按航道行駛，直至順利泊錨。利用船用連續(xù)波導(dǎo)航雷達(dá)進(jìn)行遙測(cè)時(shí)，經(jīng)常存在一些干擾，這些干擾中最為常見的是同頻干擾、固體目標(biāo)物干擾和降雨干擾等，同頻干擾噪聲是有源噪聲，其信號(hào)強(qiáng)度通常較大，而且遍布整幅雷達(dá)圖像之上，直接影響雷達(dá)所采集的圖像的質(zhì)量。同頻干擾對(duì)連續(xù)波導(dǎo)航雷達(dá)的影響主要包括以下方面(1)當(dāng)船舶上同時(shí)開機(jī)的同型雷達(dá)數(shù)量大于三部時(shí)，雷達(dá)顯示畫面基本被干擾所占據(jù)，真實(shí)目標(biāo)回波淹沒在干擾信號(hào)之中，導(dǎo)致雷達(dá)的信噪比下降，而且影響了雷達(dá)的作用距離；(2)如果同頻干擾出現(xiàn)在跟蹤波門內(nèi)，將導(dǎo)致跟蹤目標(biāo)丟失；(3)使雷達(dá)的抗干擾能力急劇下降。為了克服這些問題，必須要抑制或消除雷達(dá)的同頻干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種針對(duì)干擾時(shí)間點(diǎn)上的干擾所致異常信號(hào)進(jìn)行處理，經(jīng)過一個(gè)回波周期則干擾時(shí)間點(diǎn)所在的異常信號(hào)基本被去除，從移位緩存器中輸出的信號(hào)進(jìn)行后續(xù)信號(hào)處理的同時(shí)傳輸?shù)诫p口 RAM進(jìn)行存儲(chǔ)，便于下一回波周期對(duì)其統(tǒng)計(jì)分析并生成檢測(cè)信號(hào)的基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)檢測(cè)的同頻干擾抑制系統(tǒng)及方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)檢測(cè)的同頻干擾抑制模塊，它包括隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、減法器、取絕對(duì)值電路、歸一化電路、比較器、命令解析電路和同頻干擾抑制電路，命令解析電路的輸入與外部顯示設(shè)備輸出的同頻干擾抑制命令信號(hào)連接，命令解析電路的輸出與比較器的一個(gè)輸入端連接；隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM的輸出分別與減法器和取最大值電路連接，減法器的另一路輸入與待作同頻干擾抑制處理的回波信號(hào)連接，減法器的輸出與取絕對(duì)值電路連接，取絕對(duì)值電路與歸一化電路的一個(gè)輸入端連接，取最大值電路的輸出與歸一化電路的另一個(gè)輸入端連接，歸一化電路的輸出端與比較器的另一個(gè)輸入端連接，比較器的輸出端與同頻干擾抑制電路連接，同頻干擾抑制電路的輸出分別與隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM和后續(xù)信號(hào)處理單元相連。隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、減法器、取絕對(duì)值電路、歸一化電路、比較器、命令解析電路和同頻干擾抑制電路配置在一個(gè)FPGA器件中。進(jìn)一步地，隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM的深度等于單個(gè)周期回波信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù)。進(jìn)一步地，隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM為雙口 RAM，其讀口連接減法器和取最大值電路，其寫口連接同頻干擾抑制電路。進(jìn)一步地，同頻干擾抑制電路為位寬與回波信號(hào)位寬相同的寄存器組。寄存器組中寄存器的個(gè)數(shù)M為10 20個(gè)。基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)檢測(cè)的同頻干擾抑制方法，它包括異常信號(hào)識(shí)別、歸一化差信號(hào)、干擾異常信號(hào)識(shí)別定位和干擾抑制四個(gè)步驟: 其中，所述的異常信號(hào)識(shí)別包括以下子步驟:SlOl:從隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM中讀取上一回波周期的信號(hào)Sp (η)至減法器；S102:將當(dāng)前回波周期信號(hào)延遲(M-1) /2+1個(gè)時(shí)鐘周期后送入減法器；S103:在減法器中，將當(dāng)前回波周期信號(hào)s (η)與上一回波周期信號(hào)sp (η)的對(duì)應(yīng)米樣點(diǎn)相減，獲得差 目號(hào)s (η) — sp (η)；S104:取模得到差信號(hào)的絕對(duì)值A(chǔ)s (n)= s (n)— sp (η) |，其中η=1、2、3……N；所述的歸一化差信號(hào)步驟包括以下子步驟:S201:在每個(gè)回波周期，從隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM中讀取上一回波周期的信號(hào)至取最大值電路，取最大值電路通過前后比較獲取該回波周期信號(hào)的最大值，在該回波周期信號(hào)結(jié)尾處即獲得最大值；S202:將獲得的最大值寄存到寄存器Spmax中；S203:將寄存在寄存器Spmax的上一回波周期信號(hào)的最大值和當(dāng)前回波周期的差信號(hào)的絕對(duì)值A(chǔ)s (η) —同送入歸一化電路進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化差信號(hào)
權(quán)利要求
1.基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)檢測(cè)的同頻干擾抑制模塊，其特征在于:它包括隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、減法器、取絕對(duì)值電路、歸一化電路、比較器、命令解析電路和同頻干擾抑制電路，命令解析電路的輸入與外部顯示設(shè)備輸出的同頻干擾抑制命令信號(hào)連接，命令解析電路的輸出與比較器的一個(gè)輸入端連接；隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM的輸出分別與減法器和取最大值電路連接，減法器的另一路輸入與待作同頻干擾抑制處理的回波信號(hào)連接，減法器的輸出與取絕對(duì)值電路連接，取絕對(duì)值電路與歸一化電路的一個(gè)輸入端連接，取最大值電路的輸出與歸一化電路的另一個(gè)輸入端連接，歸一化電路的輸出端與比較器的另一個(gè)輸入端連接，比較器的輸出端與同頻干擾抑制電路連接，同頻干擾抑制電路的輸出分別與隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM和后續(xù)信號(hào)處理單元相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)檢測(cè)的同頻干擾抑制模塊，其特征在于:所述的隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM的深度等于單個(gè)周期回波信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)檢測(cè)的同頻干擾抑制模塊，其特征在于:所述的隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM為雙口 RAM，其讀口連接減法器和取最大值電路，其寫口連接同頻干擾抑制電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)檢測(cè)的同頻干擾抑制模塊，其特征在于:所述的同頻干擾抑制電路為位寬與回波信號(hào)位寬相同的寄存器組。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)檢測(cè)的同頻干擾抑制模塊，其特征在于:所述的寄存器組中寄存器的個(gè)數(shù)M為10 20個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)檢測(cè)的同頻干擾抑制模塊，其特征在于:所述的隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、減法器、取絕對(duì)值電路、歸一化電路、比較器、命令解析電路和同頻干擾抑制電路配置在一個(gè)FPGA器件中。
7.基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)檢測(cè)的同頻干擾抑制方法，其特征在于:它包括異常信號(hào)識(shí)別、歸一化差信號(hào)、干擾異常信號(hào)識(shí)別定位和干擾抑制四個(gè)步驟，其中，所述的異常信號(hào)識(shí)別包括以下子步驟: 5101:從隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM中讀取上一回波周期的信號(hào)Sp (η)至減法器； 5102:將當(dāng)前回波周期信號(hào)延遲(M-1) /2+1個(gè)時(shí)鐘周期后送入減法器； S103:在減法器中，將當(dāng)前回波周期信號(hào)s (η)與上一回波周期信號(hào)Sp (η)的對(duì)應(yīng)采樣點(diǎn)相減，獲得差/[目號(hào)s (η) — sp (η)； S104:取模得到差信號(hào)的絕對(duì)值A(chǔ)s(n) = |s(n)-sp(n) |，其中11=1、2、3……N; 所述的歸一化差信號(hào)步驟包括以下子步驟: 5201:在每個(gè)回波周期，從隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM中讀取上一回波周期的信號(hào)至取最大值電路，取最大值電路通過前后比較獲取該回波周期信號(hào)的最大值，在該回波周期信號(hào)結(jié)尾處即獲得最大值； 5202:將獲得的最大值寄存到寄存器Spmax中； 5203:將寄存在寄存器Spmax的上一回波周期信號(hào)的最大值和當(dāng)前回波周期的差信號(hào)的絕對(duì)值A(chǔ)s (η) —同送入歸一化電路進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化差信號(hào)AsuniCn) =bpmax其中，n=l、2、3......N ； 所述的干擾異常信號(hào)識(shí)別定位步驟包括以下子步驟:5301:解析檢測(cè)門限Titf:檢測(cè)門限Titf通過顯示設(shè)備發(fā)送的同頻干擾抑制命令解析出來； 5302:利用歸一化差信號(hào)識(shí)別定位干擾異常信號(hào):將歸一化差信號(hào)ASuni(n)與檢測(cè)門限Titf進(jìn)行比較，當(dāng)歸一化差信號(hào)ASuni(n)〈檢測(cè)門限Titf時(shí)，時(shí)間點(diǎn)η所在的測(cè)量值為無(wú)干擾；當(dāng)歸一化差信號(hào)ASuni(n) >檢測(cè)門限Titf時(shí)，則時(shí)間點(diǎn)η所在的測(cè)量值為干擾；在每一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)對(duì)測(cè)量值進(jìn)行檢測(cè)，確定干擾信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)； 所述的干擾抑制步驟包括以下子步驟: S4:干擾抑制，針對(duì)干擾時(shí)間點(diǎn)上的干擾所致異常信號(hào)進(jìn)行處理:當(dāng)歸一化差信號(hào)Asmi(Ii) >檢測(cè)門限Titf時(shí)，buff中的數(shù)據(jù)全部置零；當(dāng)歸一化差信號(hào)ASuni(n)〈檢測(cè)門限Titf時(shí)，保持buff中的數(shù)據(jù)不變。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)檢測(cè)的同頻干擾抑制方法，其特征在于:它還包括一個(gè)初始化步驟，開機(jī)后第一回波周期將從射頻接收的回波信號(hào)按采樣點(diǎn)依次寫入所述的隨機(jī)存儲(chǔ)器RA M。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)檢測(cè)的同頻干擾抑制模塊及同頻干擾抑制方法，命令解析電路與比較器連接，RAM的輸出分別與減法器和取最大值電路連接，取絕對(duì)值電路和取最大值電路的輸出與歸一化電路連接，歸一化電路與比較器連接，比較器與同頻干擾抑制電路連接，同頻干擾抑制電路的輸出分別與隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM和后續(xù)信號(hào)處理單元相連。方法包括異常信號(hào)識(shí)別、歸一化差信號(hào)、干擾異常信號(hào)識(shí)別定位和干擾抑制。本發(fā)明針對(duì)干擾時(shí)間點(diǎn)上干擾所致異常信號(hào)進(jìn)行處理，經(jīng)過一個(gè)回波周期則干擾時(shí)間點(diǎn)所在的異常信號(hào)基本被去除；抑制效果好，雷達(dá)信噪比高，保證了雷達(dá)的作用距離和通訊質(zhì)量，可有效地規(guī)避各類危險(xiǎn)障礙物，提高了船舶行駛的安全性。
文檔編號(hào)G01S7/36GK103076597SQ20121058661
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者何奎, 姚元飛, 錢延軍 申請(qǐng)人:成都天奧信息科技有限公司