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0 引言
現(xiàn)代電子戰(zhàn)環(huán)境日趨復雜，信號日趨密集，新體制雷達不斷出現(xiàn)，雷達信號的各個參數(shù)以各種規(guī)律變化，因而從密集復雜的信號環(huán)境中分選和識別各種新體制雷達信號就成了電子戰(zhàn)信號處理的一大難題。為了滿足電子支援措施(ESM)實時信號分選的需要，對處理器的處理時間提出了較高的要求：不僅要求處理器的硬件結構具有良好的設計和可不斷優(yōu)化的空間，而且要求器件有較高的集成性，這些已成為不可忽視的因素。經(jīng)過對相關器件的深入分析和研究，本文采用高速現(xiàn)場可編程門陣列器件(FPGA)替代中小規(guī)模集成芯片來設計三參數(shù)關聯(lián)比較器，從而實現(xiàn)預分選器設計。
1 基于關聯(lián)比較器的信號預分選原理
關聯(lián)比較器技術對高密度信號環(huán)境下的硬件預分選有著積極和重要的意義。關聯(lián)比較器用于信號預分選的思路源于傳統(tǒng)信號處理方法中的輻射源參數(shù)匹配方法。目前，電子戰(zhàn)系統(tǒng)中對雷達信號實時分選可利用的信息仍然是雷達信號的五大參數(shù)：載頻(RF)、脈寬(PW)、到達方位(DOA)、到達時間(TOA)、脈幅(PA)。其中RF一般集中在若干離散的頻率點上，聚斂性好，因此是偵察信號處理中最重要的特征之一；DOA取決于雷達和偵察機的相對方位角，當雷達與偵察機之間沒有相對運動時，DOA為常數(shù)，存在相對運動時，DOA變化緩慢，該參數(shù)不受雷達信號本身影響，也是偵察信號處理中最重要的特征之一；由于雷達信號PW本身比較穩(wěn)定，數(shù)值分布較集中，具有很好的平穩(wěn)性和聚斂性，因此也可以作為分選特征之一；由于影響PA的因素太多，使PA的平穩(wěn)性較差，可信度不高，一般不作為分選依據(jù)；而TOA一般作為主處理器的主要分選、識別參數(shù)，一般也不作為預處理分選依據(jù)。因此從理論上講預處理可利用的有3個參數(shù)：RF，PW，DOA。
分選系統(tǒng)的框圖如圖1所示，脈沖分選分為預分選和主分選兩部分，預分選為RF，PW，DOA三參數(shù)聯(lián)合分選，由FPGA完成；主分選為重頻(PRI)分選，由DSP完成。
根據(jù)RF，PW，DOA構成的三參數(shù)關聯(lián)比較器原理如圖2所示。每部雷達信號在空間占據(jù)一個小盒，小盒的中心坐標可以認為是雷達參數(shù)，小盒的尺寸取決于參數(shù)容差，這與接收機的測量精確度有關。只要測量達到一定精確度，選取合適的容差范圍，就可以對此小盒內(nèi)的脈沖進行去交錯，最后確定脈沖序列的存在。
2 關聯(lián)比較器的設計
由于輻射源特征的多樣性以及脈沖參數(shù)測量誤差的引入，使雷達截獲系統(tǒng)脈沖去交錯存在以下兩方面的問題：
(1)由于參數(shù)抖動或存在測量誤差，使得參數(shù)是一個由上下門限界定的一個范圍。
(2)由于存在參數(shù)捷變或參數(shù)分集，使得參數(shù)存在多值(如頻率捷變、分集等)。
傳統(tǒng)的關聯(lián)比較器的原理圖如圖3所示，這種方法是給每個參數(shù)設定一個容差，將每個脈沖的PDW與各參數(shù)容差進行比較，實際上就是與RF，DOA，PW的最大值與最小值做比較，如果都落在容差范圍內(nèi)，則產(chǎn)生相應路數(shù)的單路匹配信號MATCH。這種方法能夠解決第一個問題，但是對于參數(shù)捷變雷達則不能進行分選。另外，由于每一路只能配置一組雷達參數(shù)，對于日益復雜的電磁環(huán)境，這種方法已不適應。
本文在傳統(tǒng)的關聯(lián)比較器上進行改進，設計了基于CAM(Content．Addressable Memory)的關聯(lián)比較器。CAM是一種專門為快速查找數(shù)據(jù)地址而設計的存儲器，通過把輸入數(shù)據(jù)與其內(nèi)所存數(shù)據(jù)同時相比較，能快速確定輸入數(shù)據(jù)是否與其內(nèi)部某個數(shù)據(jù)或幾個數(shù)據(jù)相匹配。CAM的數(shù)據(jù)尋址方式因不同應用要求而不同，最快方式下僅需要一個時鐘周期便可完成對所有數(shù)據(jù)的尋址。
與RAM一樣，CAM也是采取陣列式數(shù)據(jù)存儲，其數(shù)據(jù)的寫入方式與RAM相類似，但CAM的數(shù)據(jù)讀取方式卻不同。在RAM中，輸入的是數(shù)據(jù)地址，輸出的是數(shù)據(jù)，而在CAM中輸入的是所要查詢的數(shù)據(jù)，輸出的是數(shù)據(jù)地址和匹配標志。
