雷达信号的相参检测和处理PPT学习教案

1、会计学1雷达信号的相参检测和处理雷达信号的相参检测和处理第1页/共83页信号的矢量表示方法第2页/共83页1.引言第3页/共83页第4页/共83页1.引言相参雷达中：第5页/共83页不同目标信号的频谱特性第6页/共83页1.引言Pffdfr1固定目标动目标第7页/共83页第8页/共83页 tttatSLcos中 0ttdvvd422 0costtatSdL中1.引言中放L PCOHO tSL ts中tcosL tLs锁相第9页/共83页 002coscos21costttattStSdLdLL中 02cos21tftatSdL 移如下：为零中频信号。频谱搬tSL1.引言LL0dL)(dLf f

2、SA中dd0f fLSA第10页/共83页dfdrff rfdrff 2rf2f fP固定目标动目标1.引言Tr输入出第11页/共83页 改进：p 多次对消，或反馈型MTI1.引言第12页/共83页1.引言第13页/共83页CSCSIASOUTININOUTINOUTCSCGCCSSCSCSISGAC第14页/共83页1.引言ASOUTININOUTNSNGNNSSI第15页/共83页AG1AG dBGLA1log201.引言第16页/共83页 0costtatSdL中 001coscos22LdLdSta ttt 0011coscos22LddSta tta tt1.引言第17页/共83页盲

3、速和盲相第18页/共83页信号的矢量表示方法（I、Q双通道表示方法）第19页/共83页 tjLetutSRe中 tjYtXttjattatjtatuddd000sincosexp ttYttXtjttjYtXtSLLLLsincossincosRe中1.引言第20页/共83页转LPLP中频tLcos2。90OOHCtLsin2 tXtSL tYtSL tXttSLtSLpLcos2中同样 tYttSLtSLpL sin2中1.引言第21页/共83页 00sincosttjattatudd 00sincosttjattatudd1.引言第22页/共83页 1expexp21expexpexpex

4、p21cos* tjtutjtutjtjtatjtjtatttatSLLLLL中1.引言第23页/共83页实窄带带通信号的复包络表示方法( )cjtf t e( )f tc0复包络调制信号实信号( )( )cos( )Re( ( )Re( ( )cccjtjtjta ttta t eef t e|( )|S|( )|S下变频第24页/共83页 tjtutjtutututjtjtjtutjtuttSLLLLLLL2exp2exp4141expexp21expexp21cos*中 241*tututSL1.引言第25页/共83页0LfLff0f混选后谱1.引言第26页/共83页 32121*tue

5、etuetuetSLtStjtjtjtjpLLLLL中1.引言第27页/共83页 的谱tuf0*该结论的意义：可利用Kalmus滤波器检测杂波中慢目标，正负频率部分绝对值相减消除杂波，保留目标。慢目标杂波f1.引言第28页/共83页相参检测和处理，MTI/MTD2.MTI第29页/共83页2.MTI在同一距离单元上成组或滑动处理，注意这里不需要形成局部的判断0/1，直接在原数据上进行相参处理第30页/共83页1AnA2A11Z1Z1ZEi0EnnnniZAZAZEE110Advanced radar techniques and systems,Gaspare Galati,第6章，茅于海，第

6、31页/共83页1BnB2B11Z1Z1ZEi0EnnnniBZBZZEE1102.MTI第32页/共83页Ei11B3A1A2B1B2An1Z1Z1ZBn0EnnnnnniBZBZAZAZEE111102.MTI第33页/共83页MTI滤波器第34页/共83页 11ZZH rfTSinfH2rfTSin2rT10rT1rT2f2.MTI第35页/共83页 211ZKZZH 2121ZZZH 24rfTSinfHfrT1rT10rT22.MTI第36页/共83页一次和二次对消器的比较051015202530-50-40-30-20-100102 Tap1 Tap第37页/共83页 11ZZWK

7、ZXZW 1ZZWZWZY ZX1Z1K ZY ZW2.MTI第38页/共83页1KZ 1Z 11111ZKZZXZYZH fHf2.MTI第39页/共83页2.MTI第40页/共83页niintT111Tt 2T5T4T3T2t5t4t3t02.MTI第41页/共83页12,TNiiiw wwwajbW 1iNj TTiiHweWV2.MTI其中，12Nj Tj Tj TeeeV第42页/共83页第43页/共83页ASOUTININOUTINOUTCSCGCCSSCSCSIMTI改善因子的计算公式：第44页/共83页 2*()11*ijiNNjTTjijTHTGHww eW VV WW R

8、W则MTI的增益为：R矩阵的对角线元素为1，该矩阵为Hermit矩阵。第45页/共83页 0000000*0*11212limlimTNTiiiGGddwwW RWW W2.MTI即得到了信号的平均增益。第46页/共83页 fCfCfCfCM21设杂波由多种杂波组成，功率谱为：可能包含各种杂波类型。第47页/共83页 dffGfCCGdffGfCdffCdffSdffGfSCSCSIiiiiics00/GiC2.MTI和杂波的自相关函数有什么关系？第48页/共83页 *11*112*112*CWWCCCwwdfefCwwdfewwfCdffGfCTiiNiNjijjiNiNjTTfjjiNiN

9、jTTfjjijiji2.MTI杂波自相关矩阵的第ij个元素第49页/共83页其中，令杂波相关矩阵为C=Cij ，Cij代表用杂波功率归一化后的C的元素上式基于相关阵各元素与功率谱间互为傅立叶变换，且 为输入杂波功率。 dfefccCfTTjiijji21 dffcci2.MTI第50页/共83页*CWWWWCWWGITTTCS所以，有：第51页/共83页*0*0WCW0WW 1*00*00WWWWITTCSmaxCSCSIIopTW2.MTI第52页/共83页*0*0WCWminmax1I2.MTI第53页/共83页 101NkknWkhNnn2.MTI第54页/共83页 1010NnnNn

10、nznWznhzH10NnnTjnjrdeweH 104NnnTVjnewVH2.MTI第55页/共83页例：雷达工作频率3GHz，波长为0.1m1000200030004000500060007000800090001000050100150200250300350400450500PRF (Hz)Blind Speed (m/s)第56页/共83页 1212111210NTTTtnTTtTttth2.MTI第57页/共83页 1211110NTTTjTjtjeNwewwdtethH 04exp01000TTTVjnwVHNnniiV VH2.MTI第58页/共83页 1, 1 , 0,Nn

11、wn 1102NnfnTjnarewfH2.MTI第59页/共83页 2102NnfTjnhnehfH 22fHfHha20rfff2.MTI注意这里和前面的Tn不同第60页/共83页当f0=0时，将上式在零点做泰勒展开： 2.MTI 12020001!2!nNjfThnnhhhHfh eHHHff 1( )00(2 )0,1,2,NkkkhnnnHjh Tk 其中：第61页/共83页同样，有： 1( )00(2 )()0,1,2,NkkkanrnHjwnTk 2, 1 , 000NmHHmhma令：则可以得到N-1个方程。第62页/共83页 11001122003NNmmnnrnnnNNnn

12、nnT hnTwhw则可以解得系数hn。 进一步可以得到方程组：第63页/共83页 1200204NjfTnhhnnjf TnnnHfHffh ehh e nh2.MTI第64页/共83页nw（1）设计凹口中心在零频的非参差MTI的最佳权系数。（2）解式（3）求出凹口中心在零频处MTI的时变加权系数。（3）当凹口中心非零时（即杂波中心非零时），由式（4）可得出相应的时变加权系数。注：权系数修正法只适用于单杂波环境，当多杂波存在时，可采用特征向量法直接设计。 2.MTI第65页/共83页2特征向量法： 这是已知参差码时的最佳权系数直接设计法，设计准则是对已知模型的杂波，平均改善因子最大。nw)5

13、()(10NnTjnwnewfH2.MTI第66页/共83页mnifCfC1)()(ijCC)6()(1)(2dfefCCiCfTTjijji2.MTI第67页/共83页*CWWWWITT*WCWminminmax1 II2.MTI第68页/共83页2.MTI第69页/共83页-50Hz150Hz0Hzf2.MTI第70页/共83页表1，三脉冲MTI参差比I（dB）权种类最佳权未修正权修正权1:117:2418:2340.4640.4640.4640.6240.62 40.7640.7636.52 34.582.MTI第71页/共83页2.MTI第72页/共83页 参差比选择的原则：p 使MT

14、I速度响应的第一盲速目标最大速度p 速度响应通带内应尽量平坦（波纹小） 2.MTI第73页/共83页)(.20CCSSIiio10iSS第74页/共83页)(221210121011022dBogbogogogI上限3MTI处理对改善因子和信噪比的损失 第75页/共83页A/D位数（b） 9101112 （dB） 65717783 上限I表1 b与 的关系 上限I实际上:因 ,Co0.因此 ,接收机和系统其它噪声也会限制I。 10iSS上限实际II3MTI处理对改善因子和信噪比的损失 第76页/共83页bn 22n)(21312log(10212121log10)1log(1022222dBIbbbn上限表2， 与b的关系 上限I9 10 11 12 （dB） 53.9 59.6 65.9 71.6 上限Ibitb3MTI处理对改善因子的限制和信噪比的损失 第77页/共83页MTIiins DAninADADni2mmn00ns 3MTI处理对改善因子和信噪比的损失 第7