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一种数字化导航雷达自动调谐控制方法

一种数字化导航雷达自动调谐控制方法 雷海科技
2023-05-12
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导读:​各位读者朋友,在2020年12月的公众号“导航雷达的调谐控制原理和流程”中,我们了解了导航雷达调谐控制的基本原理以及基于调谐指示电压闭环反馈的传统自动调谐方法。今天,我们将介绍一种应用效果更佳的数字
各位读者朋友,在2020年12月的公众号“导航雷达的调谐控制原理和流程”中,我们了解了导航雷达调谐控制的基本原理以及基于调谐指示电压闭环反馈的传统自动调谐方法。今天,我们将介绍一种应用效果更佳的数字化自动调谐方法。

一、传统自动调谐方法的问题

传统的自动调谐方法一般基于模拟电路实现,通过对天线调谐指示信号(又称为调谐指示电压)定时采样,经比较器反馈,持续调节速调管的振荡频率,逐步收敛至中心频率予以实现。相比数字化的处理方法,有硬件成本高、搜索时间长的缺点,并且随着AD、比较器等芯片的老化,会出现收敛中心点偏离,调谐效果差的问题。

                 


图1 模拟电路自动调谐框图


二、数字化自动调谐方法的原理

经理论证明并结合古野、JRC、KODEN、辽无二等十几型国内外主流雷达的工程实测,如图2所示,调谐频率和回波质量基本符合单顶点的抛物线模型,如此,软件化的自动调谐转换为抛物线顶点求解问题。



图2 数字化自动调谐模型


具体工作流程如图3所示:



图3 数字化自动调谐工作流程

         

通过逐步收敛调谐频率的搜索间隔Intervel_x,结合雷达周期内回波平均功率Y的闭环反馈,在时间复杂度O (log 2 n)内,找到自动调谐的最佳收敛点

三、数字化自动调谐算法加速

为了提高算法的计算效率,增强数字化调谐的实时性能,对于流程中回波质量的统计,引入了雷达量程值和PPI显分辨率的关联性。
具体方法如图4所示:



图4 雷达回波统计示意


依据雷达量程和PPI显示的分辨率,构建像素点与雷达触发数据中距离单元索引的关联映射表,将雷达回波平均功率的求解问题转换为图像灰度的统计,可显著提高算法的计算效率。

四、总结

该数字化自动调谐方法,可有效解决传统方法中元器件老化导致的收敛中心点偏离的问题,在提高调谐精度的同时,搜索速度也显著加快,且易于工程实现,在低计算能力的嵌入式平台也可取得良好的应用效果。

五、文献参考

1)一种脉冲导航雷达自动调谐技术,专利,2021

2)雷达自动调谐的原理及实现,船用导航雷达,2007

3)雷达调谐旋钮的调节方法,渔业现代化,1983

4)雷达用电子调谐磁控管,现代兵器,1979

5) 旋转调谐捷变频磁控管,真空电子技术,1988





         

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