经典雷达资料-第15章 动目标显示(MTI)雷达-1
经典雷达资料-第16章 机载动目标显示(AMTI)雷达-1
第16章机载动目标显示（AMTI）雷达FRED M. STAUDAHER16.1 采用AMTI技术的系统机载搜索雷达最初是为远程侦察机探测舰艇研制的。
第二次世界大战后期，美海军研制了几种机载预警（AEW）雷达，用来探测从舰艇雷达天线威力区之下飞近特遣舰队的低空飞机。
在增大对空和对海面目标的最大检测距离方面，机载雷达的优点是显而易见的，只要了解下述情况就很清楚了，高度为100ft的天线桅杆，其雷达视线距离只有12n mile，而与其相比，飞机高度为10 000ft时，雷达视线距离则为123n mile。
神风突击队袭击造成多艘哨舰的损失引起了机载自主探测与控制站的设想，后来这种系统发展成为一种用于洲际防空的边界巡逻机。
E—2C航空母舰舰载飞机（如图16.1所示）使用机载预警雷达作为其机载战术数据系统中的主要传感器。
这种雷达的视界很宽，用于检测海杂波和地杂波背景中的小飞机目标。
由于其首要的任务是检测低空飞行的飞机，因此这种雷达就不能靠抬高天线波束的仰角来消除杂波。
AMTI雷达系统就是在这种情况下发展起来的[1]~[3]，与前一章中探讨的地面雷达的MTI 系统相似[1][4]~[6]。
图16.1 带有旋转天线罩的E—2C空中预警机在截击机火炮控制系统中，AMTI雷达系统还可用来捕捉和跟踪目标。
在这种场合中，雷达仅需抑制指定目标附近的杂波。
因此，在目标所处的距离和角度扇形区内可将雷达优化到最佳状态。
MTI系统也可以装在侦察机或战术歼击-轰炸机上用来检测地面运动的车辆。
由于目标速度低，因而采用较高的雷达频率以获得大的多普勒频移。
因为背景杂波通常很强，故这些雷达能够有效地采用非相参MTI技术。
高空、高机动、高速度的环境条件及尺寸、重量、功耗的限制给AMTI雷达设计者带来了一系列的特殊问题。
本章将专门探讨机载条件下如何处理这些特殊问题。
第16章机载动目标显示（AMTI）雷达·637·16.2 覆盖范围的考虑搜索雷达一般要求有360︒方位角覆盖。
MTI动目标显示雷达
样，取样后的波形和频谱均将发生变化。
动目标显示雷达的工作原理及主要组成
当用多普勒效应来鉴别运动目标回波和固定目标回波时， 与普通脉冲雷 达的差别是必须在相位检波器的输入端加上基准电压（或称相参电压） ，该 电压应和发射信号频率相参并保存发射信号的初相， 且在整个接收信号期间 连续存在。 工程上，基准电压的频率常选在中频（相位检波器的相位基准） 。各种 回波信号均与基准电压比较相位。从相位检波器输出的视频脉冲，有固定目 标的等幅脉冲串和运动目标的调幅脉冲串。通常在送到终端（显示器或数据 处理系统）去之前要将固定杂波消去，故要采用相消设备或杂波滤波器，滤 去杂波干扰而保存运动目标信息。 下面着重讨论相参电压的获取和固定杂波 消除这两个特殊问题。
脉冲工作状态时的多普勒效应 盲速和频闪
盲速：是指目标虽然有一定的径向速度������������ ，但若其回波信号经过相位检 波器后，输出为一串等幅脉冲，与固定目标的回波相同，此时的运动速度称 为盲速。 （������������ 等于脉冲重复频率������������ 的整数倍） 频闪： 频闪效应是指当脉冲工作状态时，相位检波器输出端回波脉冲信 号的包络调制频率������������ ，与目标运动的径向速度������������ 不再保持正比关系。此时如 用包络调制频率测速时将产生测速模糊。 （即������������ 超过重复频率������������ 的一半） 产生盲速和频闪效应的基本原因在于， 脉冲工作状态是对连续发射的取
2.消除固定目标回波
在相位检波器输出端， 固定目标的回波是一串振幅不变的脉冲，而运动 目标的回波是一串振幅调制的脉冲。将它们加到偏转调制显示器上，固定目 标的回波是振幅稳定的脉冲，而运动目标的回波呈现上下“跳动”的“蝴蝶 效应” 。 可以根据这种波形特点， 在偏转显示器上区分固定目标与运动目标。 如果要把回波信号加到亮度调制显示器或终端数据处理设备， 则必须先消除 固定目标回波。 最直观的一种办法是将相邻重复周期的信号相减，使固定目 标回波由于振幅不变而相互抵消； 运动目标回波相减后剩下相邻重复周期振 幅变化的部分输出。 A. 相消设备特性 相消设备等效于一个梳齿形滤波器，其频率特性在������ = ������������ ������ 各点均为零。 固定目标频谱的特点是，谱线位于������������������ 点上，因而在理想情况下，通过相消 器这样的梳齿滤波器后输出为零。 但当目标的多普勒频率为重复频率整数倍 时，其频谱结构也有相同的特点，故通过上述梳状滤波器后无输出。 B. 数字相消器 相消器需要迟延线将信号迟延一个脉冲重复周期并和未迟延的信号相 减。 现代大规模的集成电路的迅猛发展，可完全用数字技术来实现信号的存 储、延时和各种实时运算。 首先把从相位检波器输出的模拟信号变为数字信号。 以时钟脉冲控制取 样保持电路对输入相参视频信号取样， 被时间量化的取样保持信号送到模数 转换电路（A/D 变换器）进行幅度分层，转为数字信号输出。数字信号的延 迟可用存储器完成， 将数字信号按取样顺序写入存储器内，当下一个重复周 期的数字信号到来时， 由存储器中都会出同一距离单元的信号进行相减运算， 在输出端得到跨周期相消的数字信号。 一般取样间隔应小于脉冲宽度的一半， 即在一个脉冲宽度以内取样两次 以上。A/D 变换器的量化位数 N 应选到 N≥7 后，量化损失低于 0.08dB，可 以忽略其影响。N 的选择还对系统改善因子有影响。
几种典型动目标指示雷达系统的参数特性介绍(一)
几种典型动目标指示雷达系统的参数特性介绍（一）作者：覃金海来源：《大东方》2018年第04期摘要：本文基于文献检索，主要对目前的典型MTI系统进行了介绍，分别对AN/PPS系列地面监视雷达、F-SAR系统、JSTARS系统、TanDEM-X的ATI功能进行了研究与总结，介绍了它们的主要原理以及参数特性。
一、AN/PPS系列地面监视雷达是AN/PPS-5是AN/PPS系列地面监视雷达于1950年代推出的第一个型号，它是一种地对地的轻型便携式多普勒脉冲雷达，在越南战争中表现突出，列装于步兵和坦克部队，可以对6km距离的人员或者10km距离的车辆目标进行全天候的探测和运动目标检测。
AN/PPS-5具有视觉成像以及有声成像功能，“计划位置指示器（PPI）”可以进行视觉成像；“有声指示器”则是能够将目标的速度记录下来，然后把速度的数值进行声音应答。
AN/PPS-5还具有两种工作模式，分别是手动扫描模式和自动扇形区域扫描。
并且由于其用于搭载地基平台，雷达系统的密封性能非常好，并且设计十分坚固，能够很好的适应恶劣的地形条件，还可以在集装箱的保护下浸入水中甚至是进行伞降。
该雷达可以安装在悍马车和吉普车等车载平台上使用，也能作为单兵装备直接是携带使用。
在AN/PPS系列中除了AN/PPS-5雷达，较为有名的还有AN/PPS-4、AN/PPS-6以及AN/PPS-15地面监视雷达。
AN/PPS-4的体积较小，高只有约1.2m，AN/PPS-4和AN/PPS-6的探测范围都比AN/PPS-5小，但其他功能比较接近。
AN/PPS-15则是目前已经公布的AN/PPS系列的最后一款地面监视雷达，该雷达制作了A、B两型，自1974年生产、1976年服役后沿用至今，其能够对战场上的车辆、船只以及人员等移动目标进行近距离的探测和定位。
AN/PPS—15可以全天候运转，并且能够适应多种气象和地形条件，能够为步兵侦察任务提供很好的装备、技术保障。
雷达基础知识雷达工作原理
雷达基础学问雷达工作原理雷达的起源雷达的出现，是由于一战期间当时英国和德国交战时，英国急需一种能探测空中金属物体的雷达(技术)能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。
二战期间，雷达就已经出现了地对空、空对地(搜寻)轰炸、空对空(截击)火控、敌我识别功能的雷达技术。
二战以后，雷达开展了单脉冲角度跟踪、脉冲多普勒信号处理、合成孔径和脉冲压缩的高辨别率、结合敌我识别的组合系统、结合计算机的自动火控系统、地形回避和地形跟随、无源或有源的相位阵列、频率捷变、多目标探测与跟踪等新的雷达体制。
后来随着微电子等各个领域科学进步，雷达技术的不断开展，其内涵和探究内容都在不断地拓展。
雷达的探测手段已经由从前的只有雷达一种探测器开展到了红外光、紫外光、激光以及其他光学探测手段融合协作。
当代雷达的同时多功能的实力使得战场指挥员在各种不同的搜寻/跟踪模式下对目标进展扫描，并对干扰误差进展自动修正，而且大多数的限制功能是在系统内部完成的。
自动目标识别那么可使武器系统最大限度地发挥作用，空中预警机和JSTARS这样的具有战场敌我识别实力的综合雷达系统事实上已经成为了将来战场上的信息指挥中心。
雷达的组成各种雷达的具体用途和构造不尽一样，但根本形式是相同的，包括:放射机、放射天线、接收机、接收天线，处理局部以及显示器。
还有电源设备、数据录用设备、抗干扰设备等帮助设备。
雷达的工作原理雷达所起的作用和眼睛和耳朵相像，当然，它不再是大自然的杰作，同时，它的信息载体是无线电波。
事实上，不管是可见光或是无线电波，在本质上是同一种东西，都是电磁波，在真空中传播的速度都是光速C，差异在于它们各自的频率和波长不同。
其原理是雷达设备的放射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射遇到的电磁波;雷达天线接收此反射波，送至接收设备进展处理，提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离，距离变更率或径向速度、方位、高度等)。
测量距离原理是测量放射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成雷达与目标的精确距离。
经典雷达资料-第15章 动目标显示(MTI)雷达-5
经过修正的相位噪声谱密度如图15.48所示。
相对于载波，总噪声功率可由曲线下面的噪声功率积分来决定。
每段功率谱密度随频率变化的方程为图15.46 微波振荡器的单边带相位噪声谱密度和有效噪声密度图15.47 基于系统参数对微波振荡器相位噪声的修正（系统参数见书中内容）雷 达 手 册·576·图15.48 组合修正和修正后的相位噪声谱密度⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯=)lg(101110)(f f f p f p 斜率 （15.28）式中，P f 1为在f 1的功率谱密度，单位是W/Hz （为方便起见，载波功率假设为1W ）；“斜率”为该段的斜率，单位是dB/10倍频程；f 1为P f 1处的频率。
对于具有恒定斜率的的每段频谱而言，该方程可以用Vigneri 方法[31]或用带积分功能的计算器（如Hewlett Packard HP-15C ）求积分运算。
表15.3给出这个例子的积分结果。
注意：假设条件是载波功率为1W ，如-149.4dBc/Hz 变成1.148×10-15W/Hz ，则在所有段计算积分功率时，先对它们求和，然后转化为dBc 。
最终结果-66.37dBc 就是由振荡器噪声导致的对改善因子I 的限制。
对I SCR （dB ）的极限是I （dB ）加上目标积累增益（dB ）。
表15.3 用图15.47进行校正的如图15.46所示的相位噪声谱密度积分值发射脉冲的时间抖动会使MTI 系统的性能变坏。
时间抖动会使脉冲的前沿及后沿对消失败，而每一个未被对消的部分的幅度为∆t /τ。
这里，∆t 为抖动时间；τ为发射脉冲宽度。
总的剩余功率为2(∆t /τ)2，因此，由于时间抖动对改善因子所产生的限制为)]2/(lg[20t I ∆=τ(dB)。
第15章 动目标显示（MTI ）雷达·577·对改善因子的这种限制是根据非编码发射脉冲并假定接收机带宽与发射脉冲持续时间相匹配得出的。
雷达简介-雷达工作的基本参数-PART1
雷达简介-雷达工作的基本参数-PART1一．雷达简介1．什么是雷达雷达（Radar），又名无线电探测器，雷达的基本任务是探测目标的距离、方向速度等状态参数。
雷达主要由天线、发射机、接收机、信号处理机和显示器等组成。
2.雷达的工作原理雷达通过发射机产生足够的电磁能量，通过天线将电磁波辐射至空中，天线将电磁能量集中在一个很窄的方向形成波束向极化方向传播，电磁波遇到波束内的目标后，会按照目标的反射面沿着各个方向产生反射，其中一部分电磁能量反射到雷达方向，被雷达天线获取，反射能量通过天线送到接收机形成雷达的回波信号。
这里要说明的是，由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达接收的回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没，接收机将这些微弱的回波信号经过低噪放，滤波和数字信号处理，将回波信号处理为可用信号后，送至信号处理机提取含在回波信号中的信息，将这些信息包含的目标距离方向速度等现实在显示器上。
二．雷达的基本用途1.测定目标的距离为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的传播时间。
根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离公式为：S=CT/2。
其中，S为目标距离T为电磁波从雷达发射出去到接收到目标回波的时间C为光速2.测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。
测量仰角靠窄的仰角波束测量。
根据仰角和距离就能计算出目标高度。
雷达发现目标，会读出此时天线尖锐方位的指向角，就是目标的方向角。
两坐标雷达只能测定目标的方位角，三坐标雷达可以测定方位角和俯仰角。
3.测定目标的运动速度是雷达的一个重要功能，—雷达测速利用了物理学中的多普勒原理．当目标和雷达之间存在着相对位置运动时，目标回波的频率就会发生改变，频率的改变量称为多普勒频移，用于确定目标的相对径向速度，通常，具有测速能力的雷达，例如脉冲多普勒雷达，要比一般雷达复杂得多。
MTI雷达知识
MTI雷达知识MTI 雷达的目的是抑制来自建筑、山、树、海和雨等固定或慢动的无用目标信号，并保留对如飞机等运动目标信号的检测或显示。
MTI 雷达利用动目标带给回波的多普勒频移来区分动目标和固定目标。
在脉冲雷达系统中，这种多普勒频移表现为相继返回的雷达脉冲间回波信号的相位变化。
假设雷达所辐射的射频脉冲能量被一幢楼房（固定目标）和飞向雷达的一架飞机（动目标）所反射。
反射回波脉冲需经一定的时间方能返回雷达。
雷达再次发射第二个射频脉冲，楼房反射的回波信号仍将经历完全相同的时间后返回。
但是从运动的飞机反射回的信号返回所经历的时间却稍微少一些，因为在两个发射脉冲之间，飞机已向雷达的方向靠近了一段距离。
时间的变化（对飞机目标而言，数量级为几毫微秒）可以用回波信号的相位与雷达基准振荡器相位之间的比较来确定。
如果目标在脉冲间发生移动，则回波脉冲的相位就会发生变化。
如下图所示。
图源自网络下图是一种相干MTI 雷达的简化框图。
射频振荡器向发射脉冲的脉冲放大器馈送信号。
同时，射频振荡器还用作确定回波信号相位的相位基准。
在发射脉冲的间隔时间内，相位信息存储在脉冲重复间隔（PRI）存储器中，并且和当前一个接收脉冲的相位信息相减。
只有当回波信号为动目标回波时，减法器才有输出。
下图是一幅完整的 MTI 雷达方框图。
当该雷达工作在 L 或 S 波段，典型脉冲间隔为1～3ms，采用真空管放大器，如速调管时脉宽为几微秒；当使用固态发射机时，为进行脉冲压缩，脉宽为几十微秒。
接收信号由低噪声放大器（LNA）放大，然后通过与稳定本振混频经一个或多个中频（IF）下变频。
接收机输出端接中频带通限幅器保护后面的 A／D 转换器，并防止 A／D饱和。
在早期 MTI 系统中，中频限幅器起到限制动态范围以降低MTI输出杂波残留的目的。
接收信号然后通过A／D 转换器转换成同相和正交分量（I 和 Q），方法是使用一对相位检测器或直接采样。
同相分量（I）和正交分量（Q）输出是中频信号幅度和相位的函数，过去称为双极性视频，但更确切的说法是接收信号的复包络。
活动目标指示(MTI)雷达
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第15章动目标显示（MTI）雷达Willian W.ShraderV.Gregers-Hansen15.1 引言MTI雷达的用途是抑制来自建筑物、山、树、海和雨之类的固定或慢动的无用目标信号，并且能检测或显示飞机之类的运动目标信号。
图15.1是两张平面位置显示器（PPI）的照片，表明了一部正常工作的MTI雷达的效果。
从中心亮点到平面位置显示器的最边缘为40n mile，距离刻度环间距为10 n mile。
其中，左图是正常的视频显示，显示了固定的目标回波；右图是MTI雷达抑制杂波的照片，在天线扫描3次的时间内，照相机快门始终是打开的，因此飞机目标呈现连续的3个回波。
图15.1 MTI系统的效果这两张照片显示了MTI系统的效果。
在天线连续转3圈时，由于照相机的快门一直是打开的，所以在右面的照片上，飞机看起来就是相邻的3个亮点。
PPI的量程是40 n mile。
MTI雷达利用动目标回波的多普勒频移来区分动目标和固定目标。
在脉冲雷达系统中，这一多普勒频移表现为相继返回的雷达脉冲间回波信号的相位变化。
假设雷达所辐射的射频脉冲能量被一幢楼房和飞向雷达站的一架飞机所反射。
反射回波需经一定的时间方能返回雷达。
雷达又发射第二个射频脉冲，楼房反射的回波信号仍将经历完全相同的时间后返回。
但雷达手册²576²是从飞机反射回的信号所经历的时间却稍微少一些，这是因为在两个发射脉冲之间，飞机已向雷达的方向靠近了一段距离。
回波信号返回雷达所需的准确时间并不重要，但脉冲间时间是否变化却很重要。
时间的变化（对飞机目标而言，数量级为几个毫微秒）可以用回波信号的相位与雷达基准振荡器相位之间加以比较来确定。
如目标在脉冲间发生移动，则回波脉冲的相位就会发生变化。
图15.2是一种相参MTI雷达的简化框图。
射频振荡器向发射脉冲的脉冲放大器馈送能量。
同时，射频振荡器还用做确定回波信号相位的相位基准。
在发射脉冲的间隔时间内，相位信息储存在脉冲重复间隔（PRI）存储器中，并且还与前一个发射脉冲的相位信息相减。
只有当回波信号为动目标回波时，减法器才有输出。
图15.2 相参MTI雷达的简化框图MTI方框图图15.3是一完整的MTI系统方框图。
此方框图代表了一种使用脉冲振荡器的MTI系统。
它比下面讨论的那些MTI系统要简单，但是通过研究此方框图可以理解适用于任意MTI系统的许多实际考虑的问题。
图上标注的频率和2500 s脉冲周期都是作用距离为200 n mile的L波段雷达的典型数据。
发射机采用磁控管。
由于磁控管是一种相邻脉冲之间相位不相关的脉冲振荡器，因此对每个发射脉冲都必须建立一个相位基准。
这是通过以下方法实现的，即从定向耦合器采样发射脉冲，并将此脉冲与稳定本振的信号混频，然后再用这个脉冲去锁定相参振荡器。
这个相参振荡器就成了回波信号的基准振荡器（关于相参振荡器及稳定本振的稳定性要求将在后面的15.11节中讨论）。
脉冲锁定放大器正好在发射脉冲结束前被关掉，这是因为在加到磁控管的高压脉冲下降期间，磁控管会发射出相当数量的噪声，并且这些噪声会干扰相参振荡器的正确锁定。
第15章动目标显示（MTI）雷达²577²图15.3 MTI系统框图回波信号与稳定本振的信号相混频，并由线性-限幅放大器放大（在某些设备中，并非有意要使用限幅，然而由于接收机在某个信号电平会出现饱和，也不可忽视限幅放大器的作用）。
回波信号在相位检波器中与相参振荡器的信号进行相位比较。
相位检波器的输出是回波信号与相参振荡器间相对相位的函数，同时也是回波信号幅度的函数。
在相位检波器的输出端，回波信号的相位及幅度信息被变换为双向视频信号。
由单个发射脉冲所接收到的双极性视频回波信号如图15.4所示。
如果点目标在运动，并且强杂波区内还有另一个动目标，则多个发射脉冲重叠的双极性视频回波信号如图15.5所示。
图15.4 双极性视频信号（单次扫描）方框图15.3的其余部分是检测动目标并使之显示在平面位置显示器上或送往目标自动录取设备所不可缺少的。
在模/数转换器（A/D）中，将双极性视频信号转换为数字信号。
A/D 的输出存储于PRI存储器中，并与前一个发射脉冲的A/D输出相减。
相减器的输出是数字双极性视频信号，包含动目标、系统噪声和少量的杂波剩余（假如杂波对消不理想的话）。
为便于在平面位置显示器上显示，该信号的绝对值在数/模转换器（D/A）中被转换为模拟视频信号。
数字信号同时还送往目标自动检测电路。
对于平面位置雷达手册²578²显示器而言，该信号的动态范围（信号峰值与噪声均方根值之比）被限制在20dB左右。
图15.5 双极性视频信号（多次扫描）动目标检测器（MTD）方框图基于MTI原理，在MTD中，信号处理机使用若干个并行的多普勒滤波器、CFAR处理及为抑制点杂波剩余而增加的一个或多个高分辨力的杂波图，可进一步提高处理机的线性动态范围。
在现代警戒雷达中，由于增加了这些处理方法，因此已能实现一个完整的信号处理系统，从而获得良好的杂波抑制。
图15.6给出了这种MTD处理系统的一个典型实现方法。
图15.6 MTD框图MTD雷达依次发射PRF和信号频率都恒定的一组N个脉冲。
这一系列脉冲串通常称为一个相关处理间隔（CPI）或脉组。
有时为了抑制在不规则（异常）传播时出现的距离模糊杂波回波，在CPI内也加上1～2个附加的填充脉冲。
一个CPI间隔接收到的回波经N脉冲有限冲激响应（FIR）滤波器组处理后，雷达改变PRF和/或射频（RF）再发射另一CPI间隔的N个脉冲。
因为大多数搜索雷达在多普勒上是模糊的，即存在盲速。
若相邻的相关脉冲串间采用不同的PRF，使目标响应落于滤波器通带内的不同频率上，则可消除盲速的影响。
每个多普勒滤波器所设计的目标响应都是其多普勒频带中的非重叠部分，并且也抑制掉其他多普勒频率内的所有杂波源。
这种方法使每个滤波器的相关信号积累最大，与单个MTI 滤波器相比，可在更宽的多普勒频域内实现更大的杂波衰减。
因此，一个或多个杂波滤波器能抑制掉不同多普勒频率的多个杂波源。
图15.7是MTD多普勒滤波器组抑制同时存在的地杂波和气象杂波（W x）的一个实例。
从图中可看出，滤波器3和4能明显抑制这两个杂波。
第15章动目标显示（MTI）雷达²579²图15.7 使用多普勒滤波器组对多个杂波源抑制每个多普勒滤波器的输出经包络检波，再经一个单元平均恒虚警处理器处理，从而可抑制掉滤波器不能完全滤除的由距离扩展产生的杂波剩余。
如本章后面所述的那样，常规的MTI检测系统输出的杂波剩余是否能降低到接收机噪声电平或更小，取决于雷达接收机中频部分精心控制的动态范围。
但受限制的动态范围却有不良后果，即导致附加的杂波谱扩展，从而降低杂波抑制能力。
在MTD中，在多普勒滤波后使用的一个或多个高分辨力的杂波图可将杂波剩余降为接收机噪声电平（或将检测门限提高到杂波剩余电平之上）。
这就消除了对中频动态范围的必要限制，因此可按A/D转换器所能支持的最大值设定中频动态范围。
由此，可提供一个有杂波抑制能力的系统概念，它仅受限于雷达系统稳定度、接收机-处理机的动态范围和杂波的谱宽。
采用高分辨力数字杂波图抑制杂波剩余的思想，可追溯到建立类似于使用存储管之类的模拟MTI系统时人们所做的早期努力。
随后的章节将讨论MTD系统设计的特殊情况。
15.8节将讨论多普勒滤波器组的设计和性能。
15.14节将详细讨论杂波图。
15.2 动目标杂波滤波器响应MTI系统对动目标的响应随目标径向速度而变化。
对上述MTI系统而言，噪声功率增益归一化的响应如图15.8所示。
由图可知，固定目标和径向速度为±89kn，±178kn，±267kn，……的动目标输出响应均为零。
这些速度就是所谓的盲速。
它们是目标在相邻发射脉冲间移动0，1/2，1，3/2，……波长时的速度。
这就使回波信号在脉冲间的相移刚好为360︒或其整倍数，从而使相位检波器的输出没有变化。
盲速可按下式计算2rBf kVλ=K = ±0,1,2,…（15.1）式中，V B为盲速（m/s）；λ为发射波长（m）；f r为脉冲重复频率（Hz）。
比较方便的近似式为f fkVGHz rB29.0)kn(=K=±0,1,2,…（15.2）式中，f r为PRF（Hz）；f GHz为发射频率（GHz）。
由速度响应曲线可看出，速度在两个盲速中间的目标响应要比常规接收机的响应大一些。
雷 达 手 册²580² 速度响应曲线的横坐标也可标为多普勒频率。
目标的多普勒频率可由下式计算λV f R d 2= （15.3） 式中，f d 为多普勒频率（Hz ）；V R 为目标径向速度（m/s ）；λ为发射波长（m ）。
由如图15.8所示可见，系统盲速的多普勒频率出现在PRF 的整数倍上。
图15.8 MTI 系统的响应曲线（雷达工作频率为1300MHz ，重复频率为400Hz ）15.3 杂波特性频谱特性脉冲发射机发射宽度为τ的简单矩形脉冲，其频谱如图15.9所示。
包络（sin U/U ）的频谱宽度由发射脉冲的宽度确定，第一对零点出现在f 0±1/τ 的频率上，单根谱线按PRF 间隔隔开。
这些谱线全部落在如图15.8所示各个盲速的相同频率上。
因此，从理论上讲，用一个对消器就能够完全对消图中所示的这种具有理想频谱的信号。
但实际上，由于杂波的运动（如被风刮动的树木）和搜索雷达的天线转动，杂波信号的谱线被展宽。
Barlow 指出[1]，杂波频谱可用标准偏差为σv 的高斯谱来表示。
由于这些展宽了的谱线，因此就无法在MTI 系统中将杂波完全对消。
图15.9 脉冲发射机频谱第15章 动目标显示（MTI ）雷达²581²表15.1给出了杂波频谱的标准偏差σv (m/s)。
虽然还有许多更复杂和更详细的杂波频谱模型存在[6]，但是为了理解系统的限制和获得良好的性能预测，高斯模型通常已经足够。
表15.1 杂波频谱的标准偏差汇总** 摘自Barton [2]。
Nathanson 和Reilly [7]指出，雨滴的杂波频谱宽度主要是由扰动分量和风速切变分量（风速随高度而变）引起的。
他们的测量结果表明，对扰动分量而言，其有效平均值σv =1.0 m/s ，而风速切变分量σv =1.68 m/(s/km)。
若在垂直波束中充满雨滴时，则表示风速切变作用的一种简便方程是σv = 0.04R θe1 m/s 。
这里，R 为降雨区的距离（n mile ），θe1为单程半功率点垂直波束宽度（°）。
举例来说，垂直波束宽度为4︒，距离为25 n mile 的降雨区，雨滴的σv = 4.1 m/s ，这时风速切变分量是主要因素。