雷达系统仿真与性能评估6-1(信号处理_课程演示)

2 Rm C
exp ( jF n )?exp[ j 4p Rm l
] + n (t )
2016/10/1 0
雷达信号处理国家重点实验室
P14
雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
相位编码信号的匹配滤波：
相位编码脉冲
1 t
带宽： B =
滑动滤波器阶数较低， 运算量较小可满足实 时处理要去
2016/10/1 0
╳
FFT IFFT
1 B
2016/10/1 0
雷达信号处理国家重点实验室
P13
雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
相位编码信号的匹配滤波：
相位编码脉冲
sPC (t ) =
n= - ?
(t 邋 rect 轾 犏 臌
+?
N 禳 轾 镲 t - ( m - 1) ?t 犏 n鬃 Tr ) TP 镲 rect 睚 犏 镲 t m 1 臌 镲 铪
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P30
雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
脉冲积累：
动目标检测系统（MTD）：
exp j 2 fa0 Tr
延时 τ
延时 τ
…
延时 τ
1 ej
e
j 2 f1 K Tr K
e
j 2 f1 K 1 Tr K 1
2016/10/1 0
雷达信号处理国家重点实验室
P2
第六章：雷达信号处理建模与仿真；
——雷达检测
第七章：雷达数据处理建模与仿真； 第八章：雷达系统建模与性能评估；
2016/10/1 0
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P3
雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
收发转换开关 雷达发射机 散射的电磁波 天线 发射的电磁波 目标
u(t ) =
å
K
z(t + k ?Tr )
k= 1
相参积累：
u(t ) =
å
K
z( t + k 鬃 Tr ) exp (- jf k )
k= 1
2016/10/1 0
雷达信号处理国家重点实验室
P26
雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
脉冲积累：
非相参积累：
z (t )
包络 z (t ) 检波
延时 Tr
目标RCS过小（小目标） 目标距离较远导致回波传播衰减严重 目标回波位于主瓣杂波区
提高目标回波强度、抑制杂波强度
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P8
雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
雷达目标检测信号处理流程：
抑制杂波强度 雷达接收机 匹配滤波 （脉冲压缩） 杂波抑制
提高目标回波强度 恒虚警检测 （CFAR） 脉冲积累
D t m (t ) ] }?exp ( j 2p f cD t m )
P21
雷达信号处理国家重点实验室
雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
杂波抑制：
MTI滤波： 地基雷达
y (t )
z (t )
2016/10/1 0
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P22
雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
杂波抑制：
MTI滤波： 机载雷达
r (t ) =
ì B Tr ; n = odd ï ï Kn = í ï ï î - B Tr ;n = even
2 +? n= - ?
邋
m= 1
M
Pt 鬃 s m Gt (qm )鬃 Gr (qm ) LP ,m 鬃 l 4p
2
rect { [t - n ?Tr
2 Rm C ] TP }
? exp 轾 jp Kn (t (n - 0.5) ?Tr 犏 臌
P5
雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
雷达目标检测： 雷达回波信号模型
有目标时：
r(t ) = s(t ) + c(t ) + n (t )
目标
杂波
噪声
无目标时：
r(t ) = c(t ) + n (t )
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P6
2016/10/1 0
雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
雷达目标检测： 雷达目标检测原理：
exp ( jF n )
回波模型：
r (t ) =
邋
m= 1
M
Pt 鬃 s m Gt (qm )鬃 Gr (qm ) LP ,m 鬃 l 4p
2
+? n= - ?
rect { [t - n ?Tr
2 Rm C ] TP }
N 禳 轾 镲 t - (m - 1) ?t 镲 犏 鬃 rect 睚 å 犏 镲 t m= 1 臌 镲 铪
2016/10/1 0
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P19
雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
杂波抑制：
2016/10/1 0
雷达信号处理国家重点实验室
P20
雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
杂波抑制：
MTI滤波：
s(t ) =
地基雷达
2
å
M
Pt 鬃 s m Gt (qm )鬃 Gr (qm ) LP ,m ?l D t m (t ) ]?exp { jf [t
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P28
雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
脉冲积累：
相参积累+多普勒滤波：
z (t ) = s ⅱ (t ) + c (t )
s¢ (t ) =
å å
M
Pt 鬃 s m Gt (qm )鬃 Gr (qm ) LP ,m ?l
2
4p
m= 1
?sin c {[t c¢ (t ) =
2016/10/1 雷达信号处理国家重点实验室 0
P15
雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
调频连续波信号的匹配滤波：
调频连续波
s (t ) =
n= - ? +?
å
轾 t - (n - 1) ?Tr rect 犏 ?exp 轾 jp Kn (t 犏 犏 T 臌 r 臌
(n - 0.5) ?Tr )
2
回波模型：
4p
m= 1
?A[t c(t ) =
D t m (t ) ] }?exp ( j2p f cD t m )?exp ( j2p f d t )
2
å
M¢
Pt 鬃 s m Gt (qm )鬃 Gr (qm ) LP ,m ?l D t m (t ) ]?exp { jf [t
4p
m= 1
?A[t
2016/10/1 0
延时 Tr
延时 Tr
…
延时 Tr
u (t )
Σ
SNR
2016/10/1 0
K
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P27
雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
脉冲积累：
相参积累：
z (t )
延时 Tr
K ej
延时 Tr
K 1 ej
延时 Tr
K 2 ej
…
延时 Tr
1 ej
Σ
u (t )
K
SNR
2016/10/1 0
输出 Σ 延时 τ 延时 τ 延时 τ
1 ej
…
延迟 2Tr
2 exp j 2 fa0 Tr
e
相减
j 2 f 2 K Tr K
e
j 2 f2 K 1 Tr K 1
延迟 Tr 输入
输出 Σ
相减
…
延时 τ 延时 τ … 延时 τ
2016/10/1 0
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P32
雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
雷达目标检测信号处理流程：
雷达接收机
匹配滤波 （脉冲压缩）
杂波抑制
恒虚警检测 （CFAR）
脉冲积累
2016/10/1 0
雷达信号处理国家重点实验室
P33
雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
雷达目标检测信号处理流程：
雷达接收机
匹配滤波 （脉冲压缩）
杂波抑制
恒虚警检测 （CFAR）
脉冲积累
2016/10/1 0
雷达信号处理国家重点实验室
P25
雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
脉冲积累：
目的：1，集中多个脉冲重复周期/调频周期内雷达发射的所 有信号所有能量，获取最大输出信噪比 2，减小目标RCS起伏对目标检测的影响 非相参积累：
2016/10/1 0
2 Rm C ) ?exp [ j 4p Rm l ]+ n(t )
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P16
雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
调频连续波信号的匹配滤波：
解调频处理：
－时频Leabharlann 换 FFT2016/10/1 0
f
P17
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雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
1 ej
MTI
e
j 2 f K K Tr K
e
j 2 fK K 1 Tr K 1
输出 Σ
多普勒滤波器组
2016/10/1 0
雷达信号处理国家重点实验室
P31
雷达信号处理建模与仿真－雷达检测
脉冲积累：
动目标检测（MTD）：
滤 波 器 1 输 出 滤 波 器 2 输 出 滤 波 器 3 输 出 滤 波 器 K 输 出
杂 波 谱 幅 度
0 fa0 fa
2016/10/1 0
雷达信号处理国家重点实验室