隨著數(shù)據(jù)采集、處理技術(shù)的迅猛發(fā)展,，在現(xiàn)代雷達回波系統(tǒng)的應(yīng)用過程中,，高速數(shù)據(jù)采集卡已經(jīng)成為實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)采集、存儲,、處理等核心單元,。由于雷達回波信號通常為模擬量信號，所以準確地將雷達模擬量回波信號量化處理,，構(gòu)建穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),，是后續(xù)數(shù)字信號分析等功能實現(xiàn)的重要前提。

 

  雷達回波系統(tǒng)中高速數(shù)據(jù)采集卡的任務(wù)包括將雷達回波系統(tǒng)輸出的模擬量信號轉(zhuǎn)換成計算機能夠識別的數(shù)字量信號,，同時記錄雷達輸出的其他同步信號,，按照系統(tǒng)的功能需求獲取采樣結(jié)果。

 

  高速數(shù)據(jù)采集卡的性能提升與計算機和微電子等信息技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān),。信息技術(shù)的快速發(fā)展,，為高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)的進步奠定了堅實的基礎(chǔ)。雷達回波系統(tǒng)的信號處理的任務(wù)在不斷加重，對雷達回波系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集技術(shù)的要求也愈來愈高,，特別是在雷達圖像處理,、雷達目標動態(tài)監(jiān)測、高分辨率雷達遙感圖像數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域,，更是要求高速度,、高精度、高實時性以及高可靠性的高速數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù),。

 

  另一方面,，雷達回波系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴展。近些年來已廣泛應(yīng)用于各種數(shù)據(jù)記錄儀器,、氣象探測,、遙感和遙測等領(lǐng)域中。如基于雷達采樣數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)對大氣污染的研究,；再如,，利用遙感手段獲取海洋表面信息，從中提取相關(guān)特性參數(shù)的方法發(fā)展迅速,，使得衛(wèi)星遙感遙測等方法成為監(jiān)測海洋環(huán)境的有效手段,。雷達回波系統(tǒng)的便攜化和探測性能的不斷提高，也為各種測量工程中應(yīng)用小型雷達進行遠距離的遙感觀測提供了有利條件,。

 

技術(shù)革新：

高速采集：

  基于雷達回波系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理要求,，需要對目標回波和參考信號進行多路同步采集。由于目標回波的低信雜比,，需要采集卡具有較高的采樣率和分辨率,。坤馳公司的QT1130由于其優(yōu)良的性能而被選用。QT1230可同步采集四路信號,，具備自適應(yīng)校準功能,，無雜散動態(tài)范圍(sFDR)為45dB，分辨率為14位,，支持每通道高2.5GHz的采樣頻率,，能滿足大多數(shù)實際需要，所以很多研究都選擇使用北京坤馳科技的QT1230作為雷達回波系統(tǒng)的信號采集部分,。

 

實時存儲：

  雷達回波信號系統(tǒng)的工作過程中從搜索探測到發(fā)現(xiàn)捕捉目標轉(zhuǎn)入跟蹤狀態(tài)的以段時間內(nèi),，要實時記錄存儲目標的回波信號，并能以有效的數(shù)字形式存儲保存下來,，提供給事后進行目標特征信號分析處理或作雷達視頻信號數(shù)據(jù)庫應(yīng)用：北京坤馳科技有限公司結(jié)合高速信號采集回放電路模塊,、高速數(shù)字接口電路模塊等電子部件，研制出具備每秒數(shù) G字節(jié)的連續(xù)不間斷的存儲或讀取速率的超高速實時存儲系統(tǒng),。該系統(tǒng)可以在軍事,、科研,、云計算存儲等領(lǐng)域發(fā)揮廣泛而重要的作用，其實時存儲的容量達到(2TBMm),，可滿足大多數(shù)雷達回波系統(tǒng)的現(xiàn)場工作需要．

 

  實時高速數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)將雷達回波系統(tǒng)的信號數(shù)字化保存下來后，可用于雷達目標的模式識別,，圖像處理和建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫或診斷系統(tǒng),，還可用于飛機故障過程信號檢測時的實時存儲記錄，供故障判別處理時應(yīng)用：在火箭和導(dǎo)彈發(fā)射過程中多種快速／慢速信號的大容量存儲,，用以判別發(fā)射過程中的故障分析：醫(yī)療上人體生物電流的實時采集存儲處理,，為醫(yī)療診斷和建立診斷提供有效數(shù)據(jù)庫?？傊?，實時的存儲雷達回波系統(tǒng)具有十分廣泛的應(yīng)用前景。

 

小波變換：

  傳統(tǒng)的雷達回波信號的處理方法采用傅立葉變換,，這種變換只能做時域或頻域的整體分析,，對目標回波數(shù)據(jù)的局部信息卻沒有反應(yīng)，而小波變換則能夠克服傳統(tǒng)方法的不足之處,，利用信號與噪聲在時域和頻域內(nèi)的差別,，實現(xiàn)更為有效的信噪分離。

 

  對于非平穩(wěn)信號,，采用小波變換去除噪聲后可以很好地保存有用信號的尖峰和突變部分,，而采用傅立葉變換去除噪聲時，卻不能將有用信號的高頻部分和高頻噪聲干擾加以有效的區(qū)分,。所以可以看到小波變換在去除噪聲方面明顯優(yōu)于傅立葉變換,。小波變換提取出的能量分布矢量可以不考慮瞬態(tài)信號有時移的情況，且抗噪聲能力較強,。在提取出能量分布特征矢量后,，對所捕捉到的雷達目標信息進行識別分類，以便檢驗?zāi)芰刻卣魇噶繀^(qū)分目標的能力,。

 

把小波變換去除噪聲的思想應(yīng)用于雷達目標回波信號,，使其波形質(zhì)量得到了很大的改善，識別率得到了明顯的提高,。

 

長時間積累技術(shù)：

  雷達回波系統(tǒng)應(yīng)用的長時間積累技術(shù)是現(xiàn)代雷達的一項關(guān)鍵技術(shù),。對雷達信號有效的長時間積累可以打打增加雷達的威力，延長雷達的作用距離,。在雷達回波信號處理過程中,，基于脈沖串而非單個脈沖的方法成為積累，多個脈沖積累后可以有效地提高雷達回波系統(tǒng)的信噪比,，從而改善雷達回波系統(tǒng)的檢測能力,，所以,，一般情況下設(shè)計的雷達回波系統(tǒng)總是將多個脈沖進行積累提高信噪比后再進行檢測。

 

  同時,，為了增加雷達回波系統(tǒng)的實際利用信號的能量,，對信號進行積累，以提高雷達系統(tǒng)的有效檢測性能,。在對低可觀測性目標檢測時必須采用長時間積累,。

 

線性調(diào)頻連續(xù)波處理技術(shù)：

  線性調(diào)頻連續(xù)波雷達是一種通過對連續(xù)波進行頻率調(diào)制來獲得距離與速度信息的雷達體制。這項技術(shù)有著悠久的歷史,，但是在過去很長的一段時間內(nèi)其應(yīng)用限制在很小的范圍內(nèi),，直到八十年代中期，才有人用線性調(diào)頻連續(xù)波雷達實現(xiàn)了氣象觀測的實驗,，才對線性調(diào)頻連續(xù)波雷達的理論問題進行了分析,，對線性調(diào)頻連續(xù)波信號的模糊函數(shù)、分辨力,、接收機靈敏度以及線性調(diào)頻連續(xù)波雷達的特點進行了初步分析,。進入九十年代，固態(tài)微波毫米波器件和數(shù)字信號處理技術(shù)有了長足的發(fā)展,，與此同時,，調(diào)頻連續(xù)波雷達的發(fā)展顯示出的顯著特點就是將調(diào)頻連續(xù)波雷達的獨特優(yōu)點與毫米波技術(shù)相結(jié)合，并采用毫米波集成技術(shù),，使得毫米波線性調(diào)頻連續(xù)波雷達的成本和體積大幅度下降而可靠性提高,。線性調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)得到了重新的認識，除了在雷達精度高度表方面繼續(xù)應(yīng)用外,，線性調(diào)頻連續(xù)波雷達還以其獨特的優(yōu)點在導(dǎo)彈精密末制導(dǎo),、雷達截面積測量和目標特性研究、工業(yè)控制,、環(huán)境遙感,、機載導(dǎo)航設(shè)備、交通管制和氣象觀測等方面發(fā)揮著越來越重要的作用,。

 

線性調(diào)頻連續(xù)波雷達信號處理的根本任務(wù)是實現(xiàn)目標回波信號的檢測與目標參數(shù)的估計?，F(xiàn)代的線性調(diào)頻連續(xù)波雷達采用數(shù)字信號處理手段獲得目標回波的整個功率一頻率曲線，即采用“差拍一傅里葉變換”結(jié)構(gòu)從頻域上獲取目標參數(shù),，使得線性調(diào)頻連續(xù)波雷達的應(yīng)用推廣到多目標,、運動目標的場合。

 

實時軟件仿真：

  通過研究發(fā)現(xiàn),，以往實現(xiàn)雷達信號仿真多著眼于對雷達信號的頻譜特征分析,，采用硬件方法產(chǎn)生模擬信號，這樣獲得的回波信號比較貼近雷達工作原理．不過需要增加一定的硬件設(shè)備．其實現(xiàn)過程相對復(fù)雜,，不便于工程應(yīng)用中靈活擴展,。而很多應(yīng)用背景對雷達視頻回波信號模擬的逼真度和復(fù)雜度需求逐步提高．雷達視頻回波要能體現(xiàn)現(xiàn)代戰(zhàn)場復(fù)雜環(huán)境,，能夠靈活提供所需的信號背景。一種利用軟件實現(xiàn)雷達視頻回波信號實時仿真的設(shè)計方案應(yīng)運而生,。能夠模擬包括目標回波,、地物雜波、氣象雜波,、干擾和噪聲等復(fù)雜的信號環(huán)境,，可根據(jù)不同應(yīng)用目的和任務(wù)提供相應(yīng)的視頻回波背景。利用純軟件實現(xiàn)雷達回波信號仿真比較靈活便捷．易于移植應(yīng)用到不同實際背景和環(huán)境中,。利用軟件實現(xiàn)的靈活性增加了與外部交互的接口，通過實時響應(yīng)雷達操作命令或背景變化產(chǎn)生不同的回波倍號,，提供符合雷達實際工作邏輯的仿真結(jié)果,。這樣的仿真方案在一定程度上實現(xiàn)了從單一仿真背景向復(fù)雜背景擴展，從信號靜態(tài)仿真向?qū)崟r動態(tài)仿真轉(zhuǎn)化．從設(shè)定仿真內(nèi)容到可交互仿真深入,。仿真結(jié)果表明這種利用軟件實現(xiàn)的雷達回波仿真在顯示的逼真性和實時性方面均接近實際雷達操作過程,。

 

總結(jié)：

  盡管隨著各項技術(shù)的發(fā)展，雷達回波信號系統(tǒng)及高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采集,、處理,、存儲等各個設(shè)計方面取得了非常大的進步，由于要求越高,，應(yīng)用的環(huán)境越來越復(fù)雜,，要得到一個相對完善的雷達回波信號系統(tǒng)，涉及到的內(nèi)容十分廣泛和復(fù)雜,，還有很多方面需要進一步改善和提高,。