自适应滤波在雷达中的应用

第十三章自适应滤波在雷达中的应用自适应滤波在雷达中有广泛的应用：自适应动目标显示（自适应MTI）自适应旁瓣对消自适应数字波束形成自适应空时联合处理等。相关技术

MTD

旁瓣匿影

CFAR及自适应检测13.1雷达信号最优滤波雷达回波最佳滤波器的频率响应其中杂波很强时雷达回波调制信号调制信号的频谱回波信号的频谱其中其中为单个视频脉冲，其频谱为

图13.1矩形高频脉冲频谱示意图最佳滤波器频率响应为其中图13.2对雷达信号的处理13.2雷达自适应动目标显示

（MTI）滤波器回波频率与发射频率之差为多普勒频率图13.3有风速补偿的MTI电路13.2.2调整相干振荡器频率的自适应MTI系统图13.4TACCAR系统图13.5VCO控制自适应MTI滤波器13.2.3普通DMTI图13.6 数字对消器

（a）二脉冲对消器（b）多脉冲对消器13.6(a)传输函数及频率响应为13.6(b)传输函数为加权系数为二项式系数图13.7三脉冲MTI滤波器三脉冲MTI滤波器频率特性为

开环自适应MTI滤波器-1设输入的功率谱为输出功率最佳值满足方程得中间支路的最佳加权为图13.8双脉冲对消器二脉冲MTI滤波器传输函数为频率特性为输出功率为有或或其中图13.9采用式13.2.16算法的自适应MTI图13.10采用式（13.2.16）算法的自适应MTI实现框图有漏泄的积分器的传输函数为:为对消的杂波,应为的估计式开环自适应MTI滤波器-2图13.12计算的电路图13.13多级自适应MTIDMI算法按二项式系数分布，设为

13.2.5闭环自适应MTI滤波器LMS算法图13.14

具有一个自适应环的MTI滤波器图13.15具有多个自适应环的MTI系统图13.16采用HA算法的自适应MTI滤波器13.2.6线性预测和自适应杂波对消图13.17线性预测自适应MTI图13.18采用格形滤波的自适应MTI图13.19噪声对消自适应MTI

图13.20数据的空间关系图13.21预测和噪声对消结合的自适应MTI

图13.22预测式自适应MTI13.3动目标检测（MTD）图13.23MTD系统图13.24MTD信号处理部分框图图13.25

非零速滤波器

频率响应图13.26零速滤波器频率响应

图13.27杂波图处理单元13.4超低副瓣及多波束Dolph-Chebyschev

Taylor在主瓣区非常接近Chebyschev波束，但是副瓣随方向角而降低。Haming、Kaiser-Bessel图13.28多波束形成13.5旁瓣匿影(SLB)图13.29旁瓣匿影原理a)框图

b)波束图图13.30单脉冲雷达波束实现副瓣匿影13.6自适应旁瓣对消（SLC）图13.31自适应旁瓣对消系统图13.32阵列主波束形成旁瓣对消系统图13.33波束形成网络旁瓣对消系统图13.34同时采用旁瓣对消和旁瓣匿影的框图13.7机载雷达杂波抑制和DPCA图13.

35双天线杂波对消系统

图13.

36单脉冲自适应地杂波抑制电路和差网络有关系式

可得

鉴相器（1）的输出为

鉴相器（2）的输出为

13.7.2自适应技术和DPCA技术图13.

37DPCA天线的相位中心

两次发射脉冲时间内飞机飞行距离通常将接收天线接成和差形式，即图13.38自适应DPCA杂波抑制系统

13.8时空联合处理图13.39机载雷达天线阵几何关系杂波单元P的多普勒频率对于侧视阵，上式成为(13.8.2)(13.8.3)(13.8.4)(13.8.5)图13.

40侧视阵瞄准方向与多普勒频率的关系(13.8.5)图13.41侧视杂波谱例

图13.42侧视阵空时自适应滤波原理图13.43空时联合处理各通道FIR滤波器抽头处输入函数为

最佳权的公式为

令其中13.9雷达自适应天线系统图13.44二元阵的功率倒置自适应算法公式为因，即得图13.44开环二维自适应阵自适应阵图13.45开环自适应算法图13.46开环二元阵详细框图图13.

47开环二元阵试验结果13.9.2X波段雷达自适应干扰置零系统X波段雷达自适应干扰置零系统，目标回波频率与发射频率之差取决于回波距离，其关系为自适应加权矢量图13.49单干扰情况的自适应波束

图13.50RST－DBF自适应波束形成系统框图13.9.3美国林肯实验室研制的RST－DBF系统图13.51数字基带正交采样图13.52RST－DBF的通道均衡（取第一路为参考）选1＃通道为参考通道），i通道理想均衡响应为SMI算法计算权采用酉阵将三角化有：式(13.9.8)成为：适应权由下列前代和回代实现：图13.53RST-DBT信号处理机13.9.4美国海军数字阵列雷达（DAR）项目该项目由美国海军办公室（ONR）赞助