一种雷达回波数据的采集存储分析设备及方法技术

本发明专利技术提供了一种雷达回波数据的采集存储分析设备及方法，适用于与雷达相关的武器装备产品。所述设备包括采集模块、存储模块、数据处理模块，采集模块，对雷达回波信号进行采样，得到雷达回波采样数据，将其发送给存储模块；存储模块，将雷达回波采样数据存储；数据处理模块，采用滑窗搜索方法，找到每个雷达脉冲重复间隔的起始位置。本发明专利技术能够满足高速回波数据的采集，高速的存储和回波数据的有效处理。

【技术实现步骤摘要】
一种雷达回波数据的采集存储分析设备及方法
本专利技术属于雷达信号处理领域，涉及适用于一种雷达回波数据的采集存储分析设备及方法，具体涉及基于VPX架构的高速雷达回波数据的采集及处理设备的设计方案，适用于与雷达相关的武器装备产品。
技术介绍
雷达对目标的探测、定位和跟踪主要是通过对目标回波信号的信息提取和处理实现的。在现代雷达信号处理特别是目标检测和合成孔径雷达(SAR)成像中，需要现场采集大量的雷达回波数据，以分析和研究目标回波信号的各种特性，为目标的信息提取和处理提供依据。现代雷达对分辨率的要求越来越高，因此要求信号具有大时宽和大带宽，这样需要更高的采样速率，更大的数据量。传统的基于计算机的雷达信号采集系统通常采取的方法为：首先在计算机内开辟一大块内存缓冲区，然后将采集的数据通过计算机接口存入缓冲区，一旦缓冲区存满便停止采集，最后再进行数据存盘。由于计算机在存储数据上花费的时间较多，难以保证在高速存储，所以传统方法很难做到长时间的连续高速采集和存储。传统的标准总线如ISA、VL和MAC等总线已经不能满足现代数据高速传输的要求。随着高分辨率SAR技术的发展，对数据采集系统提出了高速采集、高速存储、高速回读数据和有效处理的要求。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：为了解决传统存在的问题，本专利技术提出了一种雷达回波数据的采集存储分析设备及方法，能够满足高速回波数据的采集，高速的存储和回波数据的有效处理。本专利技术的技术解决方案是：一种雷达回波数据的采集存储分析设备，该设备包括采集模块、存储模块、数据处理模块，其中：采集模块，对雷达回波信号进行采样，得到雷达回波采样数据，将其发送给存储模块；存储模块，将雷达回波采样数据存储；数据处理模块，采用滑窗搜索方法，找到每个雷达脉冲重复间隔的起始位置。所述滑窗搜索方法的具体实现步骤为：(1)、从存储模块中回读出至少连续一个相参处理周期的雷达回波采样数据；(2)、将获得的至少连续一个相参处理周的雷达回波采样数据，连续分成多个脉冲重复周期数据；(3)、将滑动窗置于每个脉冲重复周期数据的起始位置；(4)、从每个脉冲重复周期数据中，截取滑动窗内的数据段；(5)、将各个脉冲重复周期的数据段组成的数据集合，作为一个相参处理周期的回波信号样本，对回波信号样本进行相参处理，检测目标信号，如果检测到目标信号，则确定步骤(3)中滑动窗的起始位置为每个雷达脉冲重复间隔的起始位置，结束；否则，改变滑动窗的起始位置，重复步骤(3)～步骤(5)，若滑动窗遍历完整个脉冲重复周期数据，仍未检测到目标信号，则重新从存储模块中回读出至少连续一个相参处理周期的雷达回波采样数据，回到步骤(2)。所述滑动窗的窗宽为雷达发射信号的脉宽。所述步骤(5)中滑动窗的起始位置每次滑动窗宽的10％～15％。所述采集模块、存储模块和数据处理模块通过符合3UVPX标准的接插件连接，采用VPX架构进行通信。所述采集模块采用Aurora接口将雷达回波采样数据发送给存储模块。雷达回波采样数据存储在SATA盘中。雷达回波采样速率大于等于6Gbps。本专利技术的另一个技术解决方案是：一种雷达回波数据的采集存储分析方法，该方法包括如下步骤：(1)、对雷达回波信号进行采样，得到雷达回波采样数据，将其发送给存储模块；(2)、将雷达回波采样数据存储；(3)、采用滑窗搜索方法，找到每个雷达脉冲重复间隔的起始位置。所述步骤(3)中滑窗搜索方法的具体步骤为：(3.1)、从存储模块中回读出至少连续一个相参处理周期的雷达回波采样数据；(3.2)、将获得的至少连续一个相参处理周期的雷达回波采样数据，连续分成多个脉冲重复周期数据；(3.3)、将滑动窗置于每个脉冲重复周期数据的起始位置；(3.4)、从每个脉冲重复周期数据中，截取滑动窗内的数据段；(3.5)、将各个脉冲重复周期的数据段组成的数据集合，作为一个相参处理周期的回波信号样本，对回波信号样本进行相参处理，检测目标信号，如果检测到目标信号，则结束；否则，改变滑动窗的起始位置，重复步骤(3.3)～步骤(3.5)，若滑动窗遍历完整个脉冲重复周期数据，仍未检测到目标信号，则重新从存储模块中回读出至少连续一个相参处理周期的雷达回波采样数据，回到步骤(3.2)。所述滑动窗的窗宽为雷达发射信号的脉宽。所述步骤(3.5)中滑动窗的起始位置每次滑动窗宽的10％～15％。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：1)、本专利技术采用3UVPX标准的接插件连接。VPX标准全部采用高速高密度接插件，串行可达10Gbps，大幅度提高了系统带宽及系统设计灵活度，支持集中式及分布式等交换方式；2)、本专利技术存储板把数据放入SATA盘，存储量可以达到3.5T；3)、本专利技术通过滑窗搜索方法找到雷达回波信号每个PRT中目标的起始位置，无需耗费其他资源存储回波信号起始位置；处理数据量少，无需一次处理大量的数据，提高处理的速率。附图说明图1为本专利技术实施例的雷达回波数据采集及处理设备数据流的示意图；图2为本专利技术实施例的雷达回波数据采集及处理设备数据滑窗处理示意图；具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。如图1所示，本专利技术提供了一种雷达回波数据的采集存储分析设备，该设备是与雷达相关的武器装备产品。该设备包括采集模块、存储模块、数据处理模块，其中：采集模块，对雷达回波信号进行采样得到数字雷达回波信号，将数字雷达回波信号进行下变频完成解调，得到雷达回波采样数据，将其组帧发送给存储模块；本实施例中，采用AD9680高速采样回波信号达800MHz，将数据组帧，再以6.4Gbps的数据速率传送，通过Aurora将数据传送给存储板；存储模块，将雷达回波采样数据存储；本实施例中，存储模块与背板单元通过符合3UVPX标准的接插件连接，具备通过背板高速总线与采集模块的Aurora高速通信的能力,线速率为≥5Gbps，通过存储模块中SATA盘实时存储回波数据的能力，存储容量为4TB，可容量为3.84TB；数据处理模块，读取存储的雷达回波采样数据，采用滑窗搜索方法，找到每个雷达脉冲重复间隔的起始位置。本实施例中，采用上位机通过网口将存储的数据读取存储的雷达回波采样数据，网口的通讯速率为1000Mbps。由于，回波数据是全部接收，没有设置每个PRT的起始位置，因此，通过滑窗来搜索每个PRT中目标信号的起始位置。本专利技术实施例采用MATLAB软件执行滑窗搜索方法，找到每个雷达脉冲重复间隔的起始位置，即得到目标的起始位置。具体步骤如下：s1、从存储模块中回读出至少连续一个相参处理周期(CPI)的雷达回波采样数据；s2、将获得的至少连续一个相参处理周期(CPI)的雷达回波采样数据，连续分成多个脉冲重复周期数据；s3、将滑动窗置于每个脉冲重复周期数据的起始位置；s4、从每个脉冲重复周期数据中，截取滑动窗内的数据段；s5、将各个脉冲重复周期的数据段组成的数据集合，作为一个相参处理周期(CPI)的回波信号样本，对回波信号样本进行相参处理，检测目标信号，如果检测到目标信号，则确定步骤(3)中滑动窗的起始位置为每个雷达脉冲重复间隔的起始位置，结束；否则，改变滑动窗的起始位置，重复步骤(3)～步骤(5)，若滑动窗遍历完整个脉冲重复周期数据，仍未检测到目标信号，则重新从存储模块中回读出至少连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雷达回波数据的采集存储分析设备，其特征在于包括采集模块、存储模块、数据处理模块，其中：采集模块，对雷达回波信号进行采样，得到雷达回波采样数据，将其发送给存储模块；存储模块，将雷达回波采样数据存储；数据处理模块，采用滑窗搜索方法，找到每个雷达脉冲重复间隔的起始位置。

【技术特征摘要】
1.一种雷达回波数据的采集存储分析设备，其特征在于包括采集模块、存储模块、数据处理模块，其中：采集模块，对雷达回波信号进行采样，得到雷达回波采样数据，将其发送给存储模块；存储模块，将雷达回波采样数据存储；数据处理模块，采用滑窗搜索方法，找到每个雷达脉冲重复间隔的起始位置。2.根据权利要求1所述的一种雷达回波数据的采集存储分析设备，其特征在于所述滑窗搜索方法的具体实现步骤为：(1)、从存储模块中回读出至少连续一个相参处理周期的雷达回波采样数据；(2)、将获得的至少连续一个相参处理周的雷达回波采样数据，连续分成多个脉冲重复周期数据；(3)、将滑动窗置于每个脉冲重复周期数据的起始位置；(4)、从每个脉冲重复周期数据中，截取滑动窗内的数据段；(5)、将各个脉冲重复周期的数据段组成的数据集合，作为一个相参处理周期的回波信号样本，对回波信号样本进行相参处理，检测目标信号，如果检测到目标信号，则确定步骤(3)中滑动窗的起始位置为每个雷达脉冲重复间隔的起始位置，结束；否则，改变滑动窗的起始位置，重复步骤(3)～步骤(5)，若滑动窗遍历完整个脉冲重复周期数据，仍未检测到目标信号，则重新从存储模块中回读出至少连续一个相参处理周期的雷达回波采样数据，回到步骤(2)。3.根据权利要求2所述的一种雷达回波数据的采集存储分析设备，其特征在于滑动窗的窗宽为雷达发射信号的脉宽。4.根据权利要求1所述的一种雷达回波数据的采集存储分析设备，其特征在于所述步骤(5)中滑动窗的起始位置每次滑动窗宽的10％～15％。5.根据权利要求1所述的一种雷达回波数据的采集存储分析设备，其特征在于所述采集模块、存储模块和数据处理模块通过符合3UVPX标准的接插件连接，采用VPX架构进行通信。6.根据权利要求1所述的一种雷达回波数据的采集存储分析设备，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：史常丽，戴宗武，赵毅寰，尹建勇，王喆，刘乃强，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11