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信号的恒虚警率检测
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用FLEX10K器件设计的恒虚警电路
用FLEX10K器件设计的恒虚警电路
青岛92323部队102分队 章红明 徐国平
恒虚警率（CFAR）处理是雷达信号处理的重要组成部分。当雷达机内噪声或外界干扰（如地物、雨雪、海浪等杂波干扰）强度变化时，恒虚警率处理能保持信号检测时的虚警概率恒定不变，保证数据处理机不会因虚警太多而饱和。邻近间隔单元均匀恒虚警电路是一种快门限恒虚警电路，能对幅度的概率密度中以瑞利分布的杂波干扰起到恒虚警作用，因而适用于低分辨率脉冲雷达中雨雪、海浪等杂波干扰的恒虚警处理。对数均匀且选大恒虚警电路是邻近间隔单元均匀恒虚警电路的一种改进型，其电路结构如图1所示。
有关对数均匀且选大恒虚警电路的工作原理可参考相关文献［1］［2］，本文着重先容用Altera公司的单片可编程逻辑器件FLEX10K实现此电路的方法，这里选取参加均匀的间隔单元数为16个，即前后数字延迟各为16个单元，检测单元前后各空开1个间隔单元，即附加延迟为1个。
2 FLEX10K的性能简介
FLEX10K是ALTERA公司生产的一种嵌进式可编程逻辑器件（PLD），该器件在单片PLD内进行了两种阵列的系数集成，其中第一种是可实现兆功能（megafunction）的嵌进式阵列，第二种是可实现通用逻辑功能的逻辑阵列。FLEX10K在结构类型上属于逻辑单元型结构，器件给出的引脚到引脚的延时是确定的。它采用的是CMOSSRAM制造工艺，使用SRAM来存储编程数据，因此具有在电路可配置（ICR）的编程特性。具体的配置方式有被动型和主动型两种，其中被动型配置是在上电后由计算机把存放在硬盘内的编程数据由电缆装进器件；而主动型配置则是在上电后由PLD器件本身来将其外接ROM中的数据装进片内，此种方式非常适合脱机运行的场合使用。
FLEX10K器件具有高密度（可用逻辑门1万至25万；RAM：位）、高速度、低功耗等特点。芯片内含专用进位链和级联链以及快速通道，因此它的互连方式十分灵活。FLEX10K器件的设计开发一般是在MAX＋PLUSⅡ软件上进行的。由于MAX＋PLUSⅡ软件有多种输进方式，同时具有仿真测试、延时分析、器件自动选择等功能，因而操纵十分方便。
&&&&3对数均匀且选大恒虚警电路设计
3．1电路的顶层设计
在用FLEX10K器件设计对数均匀且选大恒虚警电路时，笔者采用了自顶向下（Top－Down）的设计方法，这是数字系统设计常用的方法之一，其主要过程是在将所需设计的电路进行功能划分后，首先采用直观图的图形输进方法进行顶层结构设计；再逐层地设计低层的结构，较低层的设计可采用图形输进和硬件描述语言相结合的方式来完成，并可及时通过对逐层的检查和仿真来进步设计的成功率。笔者设计的对数均匀且选大恒虚警电路的顶层设计原理如图2所示。
从图2的顶层设计图可以看出，电路的输进信号有雷达回波A／D变换后的8位数字视频d［7…0］（幅度变化范围为0～255）、间隔单元时钟clk和雷达触发脉冲clr。经恒虚警处理后的输出信号为out［7…0］。
3．2电路的组成
整个恒虚警电路主要有对数变换模块ln、数字延迟线模块delay、求均值模块mean、回一化模块normalize、反对数模块n－ln组成等。
a．对数变换模块和反对数模块
对数变换模块和反对数模块的组成是一样的，它们都采用“查表法”实现对数和反对数运算，两个模块均由兆功能LPM ROM和锁存器8DFF器件构成。LPMROM的功能与EPROM相类似，其中关键的是数据文件的编制，下面给出数据文件的获得方法：
设输进的信号为x，对数变换后的输出为y，则y＝k ln（x），其中，最主要是确立系数k。当输进与输出为8位时，最大值均为255，则系数k＝y／ln（x）＝255／ln（255）＝46．02。所以通过y＝46．02 ln（x）即可计算出输进的对数运算结果。
反对数运算的公式为y＝ekx，利用公式即可将回一化的结果进行反对数运算。需要留意的是：在编制两个数据文件时，当输进值为0时，两个模块应做相应的特殊处理。
b．数字延迟线模块
数字延迟线实质上是一个移位寄存器，它可由8DFF器件级联而成。19单元数字延迟线、16单元数字延迟线、附加延迟分别由19、16、1个8DFF器件构成，而间隔时钟信号clk和触发脉冲clr则分别作为移位时钟和清零信号。
c．求均值模块
求均值模块是在求16个间隔单元信号之和的基础上完成的，求和模块是一个累加器电路。设本次累加器的值为C（n），第一次累加器的锁存值为C（n－1），16单元数字延迟线的输进为A，输出为B，则有：C（n）＝C（n－1）＋A－B。
由于输进信号为8位，所以16个间隔单元的信号之和的最大值为12位，取其高8位，即可得到16个间隔单元信号的均匀值并经反相的间隔时钟锁存输出。本模块用到的库函数主要有兆功能LPM＿＿ADD＿SUB和锁存器8DFF。
d．回一化模块
回一化模块可用VHDL语言编写。主要用于选择检测单元S两侧参加恒虚警处理间隔单元信号的均值BJ1、BJ2中的大者，然后对其进行回一化相减运算，最后输出结果，其运算过程如下：OUT＝S－MAX（BJ1，J2），当相减结果OUT为负值时，可使其为0。
&&&&3．3电路工作过程
当雷达触发脉冲到来后，可将所有寄存器清零，以标志一个方位上回波恒虚警处理的开始。在间隔时钟信号的控制下，经对数变换后的数字视频输进锁存器锁存后，可分成两路信号，分别送进16单元数字延迟线和求均值模块。而16单元数字延迟线输出的信号一路送进求均值模块，另一路经附加延迟得到检测单元的信号。求均值模块输出的均值由反相间隔时钟信号锁存后，一路经19单元数字延迟线送进回一化模块，而另一路直接送进回一化模块，以便在反相时钟信号的控制下完成回一化运算，并将回一化的结果输出到反对数变换模块往进行反对数运算，最后将其结果用间隔时钟信号锁存，这样，输出的信号即为恒虚警处理后的信号。
经 过MAX＋PLUSⅡ开发软件的编译、适配以及 器件的自动选择，所设计的恒虚警电路可以在单片FLEX10K器件EPF10K10LC84－3内实现。笔者采用模拟数据对电路进行了仿真测试，结果显示，达到了预期的效果。由此可见，用单片FLEX10K器件实现的恒虚警电路体积小、工作可靠、开发周期短、易于修改，具有很强的实用性，体现了新型可编程逻辑器件在电路设计方面的上风。
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利用单元平均恒虚警检测器检测雷达信号
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3秒自动关闭窗口请问恒虚警率是什么意思？_百度知道
请问恒虚警率是什么意思？
提问者采纳
有时还有敌人施放的有源和无源干扰，不仅要求有一定的信噪比，必须具备恒虚警处理设备。雷达信号的检测总是在干扰背景下进行的，这些干扰包括接收机内部的热噪声。为此在自动检测雷达中，而且必须对信号作恒虚警处理，当干扰电平增大几分贝，在强干扰中提取信号，也不可能做出正确的判决。因此，这时即使有足够大的信噪比，使之在强杂波干扰下仍能继续工作，以及地物，虚警率就会大大增加、雨雪，对一定的检测门限来说。在自动检测系统中、海浪等杂波干扰。杂波和敌人施放干扰的强度常比接收机内部噪声电平高得多具有这种特性的接收机称为恒虚警接收机，致使显示器画面饱和或计算机过载。获得恒虚警率的方法有参量法和非参量法两种
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