XXXX第章运动目标检测及测速

第八章运动目标检测及测速§8.1多卜勒效应及其在雷达中的应用1842年，多卜勒发现多普勒现象§8.1.1多卜勒效应1930年，多普勒规律应用于电磁波范围分析假定目标为点目标尺寸远小于雷达分辨单元雷达发射连续波时的多普勒效应发射信号：回波：目标固定不动时目标以匀速vr运动时

发射频率：f0接收频率：f0+fd运动目标v多普勒频率线速度径向速度

fd大小与径向速度有关fd正负与运动方向有关例.设雷达工作波长为10cm，目标径向速度为300m/s，求回波信号的多普勒频移。采用差拍法提取多普勒频移如何提取fd连续波多卜勒雷达连续波发射机放大器相位检波器多卜勒滤波器和放大器指示器产生发射信号收发信号差频比较发射耦合信号与回波信号的合成电压实质：利用相位检波器输出发射信号与接收信号中的差拍频率电压§8.1.2

多卜勒信息的提取u0ur相检器输出t0tuΣ相检器输出固定目标匀速目标为常数

相检器输入

φ为u0与ur的相位差ƒ0ƒƒ02ƒ0ƒdƒƒ0﹣ƒdƒ0﹢ƒdƒdmaxƒdƒ滤波器频率特性信号频谱变化图连续波发射机放大器相位检波器多卜勒滤波器和放大器指示器ƒ0ƒ0ƒ0ƒdƒ0ƒ0+ƒdƒƒ0-ƒd脉冲工作时的多卜勒效应思考：脉冲工作时与连续波工作时的相同点和不同点功率放大器接收机脉冲调制器连续振荡器显示系统连续振荡t回波(固定)t脉冲发射t回波(运动)t相位检波(固定)t2R0C2R0-△RC相位检波(运动)t运动动目目标标：：UrUkU∑inτTr相检器输出t0Ur1Ur2Uk△ϕ相检器输出t0cos(ωdt﹣ϕϕ0)固定定目目标标：：U∑in相邻邻重重复复周周期期多多普普勒勒频频率率形形成成的的相相位位差差脉冲冲的的包包络络相相当当于于连连续续波波输输出出的的采采样样

固定定目目标标：：运动动目目标标：：输出出为为包包络络调调制制脉脉冲冲串串，，包包络络调调制制频频率率为为多多卜卜勒勒频频率率检波输出为等幅脉冲串检波波器器输输出出相位检波隔直流输出相邻邻PRI动目目标标回回波波时时延延差差相邻邻重重复复周周期期延延迟迟时时间间变变化化小小相邻邻重重复复周周期期高高频频相相位位变变化化大大

相邻邻PRI动目目标标回回波波高高频频相相位位差差同等等条条件件下下，，利利用用高高频频相相位位差差检检测测动动目目标标灵灵敏敏度度更更高高§8.1.3盲速速和和频频闪闪盲速速从采采样样上上看看，，所所有有采采样样都都发发生生在在正正弦弦波波的的同同一一相相位位点点上上此时时：：原因因：：目标标具具有有径径向向速速度度vr，但但其其回回波波经经过过相相位位检检波波器器后后输输出出为为一一串串等等幅幅脉脉冲冲，，vr为盲盲速速。。Ur2Ur1Uk△ϕU∑频闪闪完全全没没有有多多值值的的测测量量为为：：Ur2Ur1Uk△ϕU∑或速度度测测量量有有多多值值性性现象象：：原因因：：脉冲冲工工作作状状态态是是对对连连续续波波工工作作的的采采样样，，取取样样后后的的波波形形和和频频谱谱都都会会发发生生变变化化。。

相检器输出：相邻脉冲相差：Ur1Ur22πUkωdFd=0fd=frτTrFdfdtτTrfdFdtUr2Ur1ΔϕUk盲速速与与频频闪闪的的矢矢量量图图及及波波形形图图分分析析Fdfd0fr2fr第二二节节MTI雷达达工工作作原原理理及及组组成成§8.2.1基本本工工作作原原理理相参参电电压压获获取取固定定杂杂波波消消除除关键键§8.2.2获得得相相参参振振荡荡电电压压的的方方法法中频频全全相相参参动动目目标标显显示示§8.2.3消除除固固定定目目标标回回波波相位位检检波波器器的的输输出出消除除固固定定回回波波的的方方法法频谱谱抑抑制制法法对消消法法滤波波器器组组，，每每个个滤滤波波单单元元抑抑制制其其中中一一个个nfr相邻邻重重复复周周期期信信号号相相减减，，固固定定目目标标由由于于振振幅幅不不变变而而相相互互抵抵消消；；动动目目标标相相减减后后剩剩下下相相邻邻重重复复周周期期振振幅幅变变化化的的部部分分作作为为输输出出。。固定目标回波波和运动目标标回波均会形形成输出相消设备特性性对消法延时Tr包络振幅相消器输出相消器输出相消设备输出出响应盲速盲速对动目标具有有最佳响应频域观点数字相消器采样保持电路模数转换电路数字延迟线相减器数模转换电路相干视频延迟数字信号相消视频输出习题第三节盲速速盲相的影响响及其解决途途径盲速及消除盲盲速的方法§8.3.1盲速n=1时为第一盲速速第一盲速——重复周期内目目标走过的距距离为半个波波长测速模糊和测测距模糊的关关系例：测速模糊与测测距模糊矛盾盾最大单值不模模糊距离参差重复频率率解测速模糊§8.3.2盲相点盲相和连续续盲相由相位检波器器特性所引起起，减弱雷达达对运动目标标的检测能力力。基准电压方向向相检器输出对消输出点盲相差矢量连续盲相后果果：可能使得在某某次天线扫描描时丢失在强强杂波背景下下的运动目标标。解决办法：改进相位检检波器的特性性解决盲相问问题（早期））使用矢量对消消器解决盲相相问题(现代)连续盲相中频对消、正正交双通道处处理习题第四节回回波和杂波波的频谱及及目标显示滤滤波器作用：了解运运动目标回波波和杂波在频频谱结构上的的区别，以达达到抑制固定定杂波、显示示运动目标回回波的目的。。目标回波的频频谱特性§8.4.1目标回波和杂杂波的频谱特特性雷达发射相参参脉冲串，脉脉宽为τ，重复频率为为fr。天线不扫描时时，目标回波波为无限等幅幅脉冲串。扫描时，设天天线方向图可可用高斯函数数来表示则，收到的回回波脉冲串的的包络函数为为则，回波为fd+fr-fd+fr杂波频谱天线不扫描时，杂波频谱位于nfr处，可用对消器完全滤除天线扫描时，杂波谱展宽内部运动杂波平均速度度为零而只有有内部起伏时时，杂波的频频谱位置在nfr上，但每根谱谱线均展宽固定杂波分布杂波展宽使得对消消器不能很好好的滤去杂波波，有多卜勒勒频移时，应应使滤波器凹凹口对准杂波波谱的平均多多卜勒位置如果杂波有平平均速度，则则会产生多卜卜勒频移§8.4.2动目标显示滤滤波器地杂波的功率率谱信号S(f)最佳滤波器的的频响实际杂波抑制制滤波器只能使滤波器器特性的凹口口基本上和杂杂波梳状谱的的宽度相当，为准最佳滤滤波。均匀分量的功功