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1、精选优质文档-倾情为你奉上基于FPGA的一种MTD滤波器组设计与实现 摘 要 为了提高雷达动目标检测（MTD）的杂波抑制能力，本文将用于自适应信号处理中的最大信干比（MSINR）准则用来设计MTD处理中的滤波器组系数，取得很好的效果。然后，使用FPGA实现MTD的滤波器组设计。 【关键词】动目标检测 最大信干比 杂波抑制 动目标检测（MTD）处理是一种利用多普勒滤波器来抑制各种杂波，以提高雷达在杂波背景下检测因动目标能力的技术。20世纪70年代初，美国麻省理工学院林肯试验室研制成功第一代MTD处理器，它的基本结构包括三脉冲对消器级联8点FFT的杂波滤波器等技术。这种MTD杂波滤波器在杂波背景下
2、检测运动目标的能力比MTI有较大的提高。后来经过改进，林肯实验室又推出了第二代MTD处理器，使用了优化设计的FIR滤波器组代替对消器级联FFT的滤波器结构，进一步提高了杂波的抑制能力。 1 滤波器组设计 本文的滤波器设计要使用最大信干比（MSINR）准则 ，该理论在自适应阵列信号处理中广泛使用，首先对该理论进行推导。 考虑N元等距线阵，阵元间距为d。远场处有一个期望和P个窄带干扰以平面波入射（波长为），到达角度分别为0和 k（k=1，2，.P），阵列接收的快拍数可表示为 将所推导的最大信干比准则用于MTD滤波器组设计。此处设计滤波器组数为N，等分归一化频率。将干扰信号产生在零频率附近，并去掉零
3、通道以及左右各两个通道，所产生的滤波器组如图1所示（此图N=12）。 从图1中可以看到滤波器组中远离零号滤波器的滤波器在零频附近80dB的门限，能够有效抑制地物杂波。对于零频附近的滤波器，直接采用加权的方式获得。其幅频相应如图2所示。这样就得到所需的滤波器组。 2 滤波器组的实现 FPGA中MTD滤波器组的实现结构如图3所示。 由图3可见，MTD的滤波器组由三部分组成：数据分配模块、滤波器组模块和并串转换模块。下面将对他们进行描述。 2.1 数据分配模块 该模块是将重排后的数据分配给滤波器组的每个通道，用于做滤波处理。此处要注意的是当滤波器组个数N太大时，要进行寄存器复制，避免数据线扇出过大对
4、最后的FPGA布线带来困难。 2.2 滤波器设计 滤波器组由N个滤波器组成，每个滤波器的实现结构如图4所示。 图中，系数存储单元可存储多组系数，以满足对滤波器的幅频响应和滤波器个数的不同要求。系数地址发生器根据使能脉冲和系数选择参数产生读系数地址，以配合输入数据实现滤波处理。 乘累加器在每一次（对应系数的N个数据）滤波前进行清零，而后对系数和输入数据相乘后的N个乘积进行累加，所获得的数据即为滤波后数据，将其输出。 2.3 并串转换单元 从N个滤波器组输出的N个数据是并行的，为了后续处理的时序，根据时钟按顺序转成串行输出。 3 结论 使用最大信干比准则所设计的滤波器能够很好的抑制零通道附近的地物等杂波，提高了杂波可见度。同时，使用FPGA能够方便的实现其功能。因此，本文所述的方法能具有较高的实践价值。 参考文献 1吴顺君，梅晓春.雷达信号处理和数据处理技术M.北京：电子工业出版社2010（2）. 2王永良，丁前军，李荣锋.自适应阵列信号处理M.北京：清华大学出版社，2009（8）. 3尹成斌，陈希信.MTI级联MTD的信噪比增益J.现代雷达，2012（05）. 4潘瑞云，胡万坤.FIR窄带滤波器组在现代雷达中的实现和优化方法J.雷达与对抗，2012（03）. 作者单位 西安电子工程研究所 陕西省西安市 专心-专注-专业