雷达系统中的信号处理技术
雷达系统中的信号处理技术

雷达系统中的信号处理技术摘要本文介绍了雷达系统及雷达系统信号处理的主要内容,着重介绍与分析了雷达系统信号处理的正交采样、脉冲压缩、MTD和恒虚警检测几种现代雷达技术,雷达系统通过脉冲压缩解决解决雷达作用距离和距离分辨力之间的矛盾,通过MTD来探测动目标,通过恒虚警〔CFAR〕来实现整个系统对目标的检测。
关键词雷达系统正交采样脉冲压缩MTD 恒虚警检测1雷达系统概述雷达是Radar〔Radio Detection And Ranging〕的音译词,意为“无线电检测和测距”,即利用无线电波来检测目标并测定目标的位置,这也是雷达设备在最初阶段的功能。
雷达的任务就是测量目标的距离、方位和仰角,还包括目标的速度,以及从目标回波中获取更多有关目标的信息。
典型的雷达系统如图1,它主要由雷达发射机、天线、雷达接收机、收发转换开关、信号处理机、数据处理机、终端显示等设备组成。
图1雷达系统框图随着现代电子技术的不断发展,特别是数字信号处理技术、超大规模集成数字电路技术、电脑技术和通信技术的告诉发展,现代雷达信号处理技术正在向着算法更先进、更快速、处理容量更大和算法硬件化方向飞速发展,可以对目标回波与各种干扰、噪声的混叠信号进行有效的加工处理,最大程度低剔除无用信号,而且在一定的条件下,保证以最大发现概率发现目标和提取目标的有用信息。
雷达发射机产生符合要求的雷达波形,然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去,遇到目标后,电磁波一部分反射,经接收天线和收发开关由雷达接收机接收,然后对雷达回波信号依次进行信号处理、数据处理,就可以获知目标的相关信息。
雷达信号处理的流程如下:图 2 雷达信号处理流程2雷达信号处理的主要内容雷达信号处理是雷达系统的主要组成部分。
信号处理消除不需要的杂波,通过所需要的目标信号,并提取目标信息。
内容包括雷达信号处理的几个主要部分:正交采样、脉冲压缩、MTD和恒虚警检测。
正交采样是信号处理的第一步,担负着为后续处理提供高质量数据的任务。
数字信号处理技术在雷达系统中的应用

数字信号处理技术在雷达系统中的应用一、简介雷达系统是一种广泛应用于军事和民用领域的测距、测速、探测等设备。
它可以用来探测目标,获取其位置、速度和形态等信息,因此在武器导航、天气预报、空中交通管制等领域有着重要的应用。
数字信号处理技术在雷达系统中扮演着重要的角色。
本文将介绍数字信号处理技术在雷达系统中的应用,包括基带信号处理、滤波、功率谱密度估计、参数估计等方面。
二、数字信号处理技术在雷达系统中的应用1.基带信号处理雷达系统工作时,接收到的高频信号需要经过一系列处理后才能被使用。
首先,需要将信号进行基带转换,从而得到低频信号。
这个过程就需要用到基带信号处理技术。
基带信号处理技术的主要任务是将高频信号变换为低频信号以便于后续处理。
常用的基带信号处理技术包括信号解调、信号重构、信号滤波和数字化信号压缩等。
2.滤波在雷达系统中,滤波技术是非常重要的技术之一。
滤波过程可以过滤掉不需要的频率成分,从而保留下需要的信号成分。
常用的滤波技术包括数字滤波器和模拟滤波器。
数字滤波器可以处理数字信号,常用的是FIR滤波器和IIR滤波器。
在雷达系统中,数字滤波器可以用来滤除杂波和干扰信号,从而提高雷达信号的抗干扰性能。
3.功率谱密度估计在雷达信号处理过程中,需要估计信号的功率谱密度。
功率谱密度是指一个信号在不同频率上的功率强度分布。
在雷达系统中,功率谱密度估计技术可以用来检测到来的散射信号,判断干扰信号的强度和频带宽度,从而实现对雷达信号的分析。
常用的功率谱密度估计技术包括周期图法、协方差方法、谱分析法等。
其中,周期图法和协方差方法适用于信号采样点少的情况,而谱分析法则适用于信号采样点多的情况。
4.参数估计在雷达系统中,参数估计技术可以用来确定目标的位置、速度和形态等信息。
常用的参数估计技术包括最小二乘法、最大似然法和贝叶斯估计法等。
这些方法可以用来对雷达信号进行拟合,从而得到目标物体的位置、速度等参数。
三、总结数字信号处理技术在雷达系统中的应用非常广泛。
雷达信号处理与数据处理技术

雷达信号处理与数据处理技术在现代科技发展的浪潮中,雷达技术作为一种重要的传感技术,被广泛应用于军事、航空航天、气象、海洋等领域。
而雷达信号处理和数据处理技术则是雷达系统中的核心部分,对雷达系统的性能和功能至关重要。
雷达信号处理是指将接收到的雷达回波信号进行初步处理和分析的过程。
雷达回波信号是由雷达波束照射目标并被目标反射回来的信号,其中包含了目标的位置、速度、形状等信息。
雷达信号处理的目标是从复杂的混合信号中提取出有用的目标信息,并进行目标检测、跟踪、识别等一系列处理。
雷达信号处理的基本过程包括:信号预处理、目标检测、参数估计和数据融合等。
信号预处理是对接收到的回波信号进行滤波、去噪等处理,以减小噪声对后续处理的影响。
目标检测是在预处理后的信号中寻找目标的存在,常见的方法包括常规方法、自适应方法和基于特征的方法等。
参数估计是对目标的位置、速度等参数进行估计,以实现目标的跟踪和识别。
数据融合是将来自不同传感器的数据进行融合,提高目标检测和跟踪的准确性和鲁棒性。
雷达数据处理是指对雷达系统中产生的各种数据进行处理和分析的过程。
雷达系统中的数据包括雷达回波信号、目标信息、环境背景信息等。
雷达数据处理的目标是从海量的数据中提取出有用的信息,并进行目标识别、目标定位、目标追踪等应用。
雷达数据处理的基本过程包括:数据预处理、特征提取、目标识别和数据分析等。
数据预处理是对原始数据进行滤波、降噪等处理,以提高后续处理的效果。
特征提取是从预处理后的数据中提取出与目标特征相关的信息,常见的特征包括幅度、相位、频率等。
目标识别是根据特征信息判断目标的类别和属性,常见的方法包括模式识别、机器学习等。
数据分析是对识别出的目标信息进行统计和分析,以得出结论和预测。
雷达信号处理和数据处理技术的发展,为雷达系统的性能和功能提供了强大的支持。
通过不断创新和改进,雷达系统在目标检测和跟踪、目标识别和定位等方面取得了显著的进展。
然而,随着雷达技术的不断发展,也面临着更多的挑战和需求。
射频信号处理技术在雷达系统中的应用研究

射频信号处理技术在雷达系统中的应用研究雷达系统一直是军事和民用领域中重要的探测和监测工具,用于实时监测周围环境并检测目标的位置、速度和方向等信息。
为了提高雷达系统的性能,需要不断地改进雷达系统的硬件和软件技术,其中射频信号处理技术是一个非常重要的方向。
本文将介绍射频信号处理技术在雷达系统中的应用研究现状和发展趋势。
一、射频信号处理技术概述射频信号处理技术是指对射频信号进行放大、分频、滤波、混频、射频转换等处理的一系列技术。
在雷达系统中,射频信号处理技术主要用于对从天线接收到的雷达信号进行前置放大和选择性滤波,从而减小系统中的噪声干扰,提高信号的信噪比,并且进行射频转换,将射频信号转换成中频信号,方便后续的数字信号处理。
射频信号处理技术具有操作速度快、抗干扰能力强、系统复杂度低等特点,是现代雷达系统中的一项重要技术。
二、射频信号处理技术的应用研究1. 前置放大器的设计与研究前置放大器可以放大接收到的信号,从而提高信号的信噪比。
在雷达系统中,前置放大器的设计和研究是射频信号处理技术的重要方向。
目前,研究人员通过优化晶体管、增益平坦度、增加衰减、加入增益控制等手段,改进前置放大器的性能,使之满足系统对信号处理质量的要求。
2. 选择性滤波器的设计与研究选择性滤波器的作用是过滤掉系统中的噪声干扰和无关信号,从而提高雷达系统的检测能力和处理精度。
当前,选择性滤波器的研究重点是提高滤波器的……(此处省略部分内容)三、射频信号处理技术的未来发展趋势射频信号处理技术随着雷达工业技术的不断升级与发展,未来发展趋势主要有以下几个方向。
1. 系统的模块化和数字化未来雷达系统中,数字化是一条重要的发展方向,并且硬件模块化也将更具实用性。
这既有利于研究人员提高系统性能,又可以降低生产成本和维护难度。
2. 高速和宽频的信号处理雷达系统所接收到的信号一般具有高速和宽度频的特性。
未来研究人员应该对这一特点进行更深的研究,提高信号处理的速度和精度,以提高雷达系统的工作效率。
雷达信号处理技术与应用

雷达信号处理技术与应用雷达信号处理技术是一种关键的技术,它在军事和民用领域都有广泛的应用。
本文将介绍雷达信号处理的基本原理和常见的应用。
雷达信号处理的基本原理是将收到的雷达信号进行处理,提取出目标的相关信息。
这一过程包括信号的滤波、波束形成、脉压压缩、目标检测、目标跟踪等多个步骤。
首先,信号经过滤波器进行频率滤波和带宽约束,以抑制噪声和干扰。
然后,波束形成技术根据角度信息将多个接收通道的数据进行加权组合,以增强目标信号的能量并降低干扰信号的能量。
接下来,脉冲压缩技术会对信号进行时域压缩,以提高雷达分辨率。
然后,目标检测算法会对压缩后的信号进行处理,以判断是否存在目标。
最后,目标跟踪算法会对被检测到的目标进行跟踪,以实时追踪目标的运动轨迹。
雷达信号处理技术在军事领域有着广泛的应用。
在军事侦察和情报收集中,雷达信号处理技术可以用于探测敌方目标的位置、速度和航向信息,以及判断目标的类型。
在导弹防御领域,雷达信号处理技术可以用于早期预警和导弹追踪,以及识别敌方导弹的弹道和运动特性。
此外,雷达信号处理技术还广泛应用于军事通信、干扰抵抗和电子战等领域。
雷达信号处理技术在民用领域也有着重要的应用。
在天气预报中,雷达信号处理技术可以用于测量降水量和判断降水类型,以提供准确的天气预报信息。
在航空领域,雷达信号处理技术可以用于飞机导航和防撞系统,以提供飞机的位置和避免与其他飞机的碰撞。
在智能交通系统中,雷达信号处理技术可以用于车辆检测和交通流量监控,以提高交通效率和安全性。
此外,雷达信号处理技术还在地质勘探、环境监测和医学影像等领域有着广泛的应用。
近年来,随着计算机技术和人工智能技术的快速发展,雷达信号处理技术也取得了重要的进展。
传统的基于模拟信号处理的雷达系统逐渐被数字信号处理和软件定义雷达所取代。
数字信号处理技术可以实现更复杂的算法和更高的灵活性,同时能够有效地抑制噪声和干扰,提高雷达系统的性能。
人工智能技术可以应用于雷达信号处理中的目标检测和目标跟踪等关键任务,提高雷达系统的自动化水平和目标识别性能。
通信中的雷达信号处理技术简介

通信中的雷达信号处理技术简介雷达信号处理技术是一种应用广泛的数字信号处理技术,它既可以用于军事领域,也可以用于民用领域。
雷达信号处理技术可以处理雷达系统接收到的复杂信号,获取目标的距离、速度和方向等信息,具有非常重要的意义。
本文将简要介绍通信中的雷达信号处理技术。
一、雷达系统的组成雷达系统通常由天线、发射器、接收器、数字信号处理器等组成。
天线用来发射和接收信号,发射器用来产生和放大雷达信号,接收器用来接收目标反射回来的信号,数字信号处理器用来处理接收到的信号,获取目标的相关信息。
二、雷达信号的处理过程雷达信号处理过程主要包括目标检测、目标跟踪和目标辨识等三个方面。
目标检测是指利用雷达系统接收到的信号,检测出存在的目标,目标跟踪是指追踪目标的运动状态,以便更加精确地估计目标的位置和速度,目标辨识是指对不同目标进行分类识别。
三、雷达信号处理技术1. 脉冲压缩技术脉冲压缩技术是一种常用的处理雷达信号的技术,它可以有效提高雷达系统的距离分辨率。
脉冲压缩技术的原理是在发射的频率宽带脉冲中引入码序列,在接收时与反射回来的信号相乘,经过积分后可以实现信号的压缩,从而提高信号的距离分辨率。
2. 最大似然法最大似然法是处理雷达信号的一种重要方法,它可以实现目标的检测和跟踪等功能。
最大似然法的基本思想是在给定的观测量下,找到最大可能性的参数估计值。
通过比较似然值的大小,可以确定目标的存在,并且估计目标的位置和速度等信息。
3. 相干积累法相干积累法是一种处理雷达信号的高精度预估方法,它可以通过对接收信号进行积累处理,实现对目标距离和速度的估计。
相干积累法在目标距离和速度较小的情况下,可以保证高精度的估计结果。
四、结论雷达信号处理技术在现代通信中广泛应用,不仅可以用于军事领域,还可以用于海洋探测、气象预报等领域。
本文简要介绍了通信中的雷达信号处理技术,其中包括脉冲压缩技术、最大似然法以及相干积累法等处理技术,这些技术具有重要的应用价值。
雷达原理与雷达信号处理技术

雷达原理与雷达信号处理技术雷达(Radar)是一种用于探测和测量目标位置、速度和其他相关信息的电子设备。
雷达广泛应用于航空、军事、气象和监测领域等,它通过发射和接收电磁波来实现目标的探测和测量。
本文将介绍雷达的工作原理以及雷达信号处理技术。
一、雷达原理雷达的基本原理是利用电磁波在空间中的传播特性来实现对目标的探测。
雷达系统由发射系统、接收系统和信号处理系统组成。
(一)发射系统雷达的发射系统主要由一个高频发射器和一个天线组成。
高频发射器产生高频电磁波,并通过天线将电磁波辐射到空间中。
电磁波在空间中以光速传播,并在遇到目标后被目标散射回来。
(二)接收系统雷达的接收系统主要由一个接收天线和一个接收器组成。
接收天线接收到目标散射回来的电磁波,并将其导入接收器。
接收器对接收到的信号进行放大和处理,并将处理后的信号传送给信号处理系统。
(三)信号处理系统雷达的信号处理系统对接收到的信号进行处理和分析,提取目标的相关信息。
常见的信号处理技术包括脉冲压缩、MTI(移动目标指示)和MTD(移动目标检测)等。
二、雷达信号处理技术雷达信号处理技术是一系列用于提取目标信息的算法和方法。
下面介绍几种常见的雷达信号处理技术。
(一)脉冲压缩技术脉冲压缩是一种用于减小雷达接收信号的脉冲宽度,并提高雷达的距离分辨率的技术。
传统雷达的脉冲宽度较长,导致距离分辨率较低。
脉冲压缩技术通过发送一系列多个波形的脉冲信号,并在接收端将它们合并起来进行处理,从而减小脉冲宽度,提高距离分辨率。
(二)MTI技术MTI技术是一种用于抑制地面回波干扰的技术。
在雷达工作时,地面回波往往比目标回波要强,会对目标的探测产生干扰。
MTI技术通过比较连续两个脉冲序列之间的差别,将地面回波和目标回波区分开来,从而实现对目标的探测。
(三)MTD技术MTD技术是一种用于检测运动目标的技术。
雷达在探测目标时,如果目标静止不动,其回波信号的频率不会发生改变。
然而,如果目标发生运动,回波信号的频率将发生多普勒频移。
射频信号处理技术在雷达系统中的应用研究

射频信号处理技术在雷达系统中的应用研究引言:雷达系统是一种被广泛应用于军事、民用领域的探测和测量技术,它通过射频信号的处理来实现对目标的探测、跟踪和测量。
射频信号处理技术在雷达系统中起到了重要的作用,本文将从信号采集、信号压缩、信号重构、目标识别等方面对射频信号处理技术在雷达系统中的应用进行研究。
一、信号采集雷达系统中的信号采集通常需要对射频信号进行采样和模数转换。
在雷达系统中,射频信号的频率范围较大,所以需要对信号进行频率变换和滤波处理,以满足数字化和后续信号处理的要求。
射频信号处理技术能够有效地对信号进行滤波和抽取,以提高采样率和信号的质量。
二、信号压缩雷达系统中的信号压缩是为了提高目标探测的性能。
由于雷达系统所接收的回波信号通常具有较大的带宽,这样会增加信号处理的复杂性和计算量。
射频信号处理技术可以通过对信号进行调制和解调,以及应用压缩算法对信号进行压缩,减小信号的带宽和功率,从而提高目标探测的性能。
三、信号重构雷达系统中的信号重构是为了获取目标的信息。
在雷达系统中,目标的特征信息通常编码在回波信号的相位、振幅和频率等方面。
射频信号处理技术能够对回波信号进行解调和解调,以重构出目标的特征信息,从而实现目标的识别和测量。
四、目标识别雷达系统中的目标识别是为了区分不同目标并提供目标的特征信息。
射频信号处理技术可以对目标的回波信号进行特征提取和匹配,以实现目标识别和分类。
通过射频信号处理技术,可以识别出目标的形状、速度、距离等信息,辅助雷达系统对目标的跟踪和监测。
结论:射频信号处理技术在雷达系统中的应用研究对提高雷达系统的性能和准确度具有重要意义。
通过信号采集、信号压缩、信号重构和目标识别等方面的技术,射频信号处理能够提高雷达系统的信号质量,减小信号的带宽和功率,提取目标的特征信息,提高目标的识别和测量的准确度。
因此,射频信号处理技术在雷达系统中的应用研究具有广阔的发展前景。
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雷达系统中的信号处理技术摘要本文介绍了雷达系统及雷达系统信号处理的主要内容,着重介绍与分析了雷达系统信号处理的正交采样、脉冲压缩、MTD和恒虚警检测几种现代雷达技术,雷达系统通过脉冲压缩解决解决雷达作用距离和距离分辨力之间的矛盾,通过MTD来探测动目标,通过恒虚警(CFAR)来实现整个系统对目标的检测。
关键词雷达系统正交采样脉冲压缩MTD 恒虚警检测1雷达系统概述雷达是Radar(Radio Detection And Ranging)的音译词,意为“无线电检测和测距”,即利用无线电波来检测目标并测定目标的位置,这也是雷达设备在最初阶段的功能。
雷达的任务就是测量目标的距离、方位和仰角,还包括目标的速度,以及从目标回波中获取更多有关目标的信息。
典型的雷达系统如图1,它主要由雷达发射机、天线、雷达接收机、收发转换开关、信号处理机、数据处理机、终端显示等设备组成。
图1雷达系统框图随着现代电子技术的不断发展,特别是数字信号处理技术、超大规模集成数字电路技术、计算机技术和通信技术的告诉发展,现代雷达信号处理技术正在向着算法更先进、更快速、处理容量更大和算法硬件化方向飞速发展,可以对目标回波与各种干扰、噪声的混叠信号进行有效的加工处理,最大程度低剔除无用信号,而且在一定的条件下,保证以最大发现概率发现目标和提取目标的有用信息。
雷达发射机产生符合要求的雷达波形,然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去,遇到目标后,电磁波一部分反射,经接收天线和收发开关由雷达接收机接收,然后对雷达回波信号依次进行信号处理、数据处理,就可以获知目标的相关信息。
雷达信号处理的流程如下:图 2 雷达信号处理流程2雷达信号处理的主要内容雷达信号处理是雷达系统的主要组成部分。
信号处理消除不需要的杂波,通过所需要的目标信号,并提取目标信息。
内容包括雷达信号处理的几个主要部分:正交采样、脉冲压缩、MTD和恒虚警检测。
正交采样是信号处理的第一步,担负着为后续处理提供高质量数据的任务。
采样的速率和精度是需要考虑的首要问题,采样系统引起的失真应当被限定在后续信号处理任务所要求的误差范围内,直接中频数字正交采样是当代雷达的主要技术之一。
脉冲压缩技术在现代雷达系统中得到了广泛的应用。
脉冲压缩雷达既能保持窄脉冲雷达的高距离分辨力,又能获得脉冲雷达的高检测力,并且抗干扰能力强。
现在,脉冲压缩雷达使用的波形正在从单一的线性调频发展到时间、频率、编码混合调制,在尽可能不增加整机复杂度的条件下实现雷达性能的提升。
杂波抑制是雷达需要具备的重要功能之一。
动目标指示与检测是通过回波多普勒频移的不同来区分动目标和固定目标,通过设计合理的滤波器(组),就可以把目标号和杂波分开。
一个完备的杂波抑制系统MTD、杂波图、CFAR检测等技术的综合应用,实现从杂波和噪声环境中检测目标任务。
3雷达系统信号处理关键技术及分析3.1数字正交相干检波随着数字电路技术的发展,数字信号处理技术在高性能雷达等系统中得到广泛的应用。
在这些应用中,对接收通道的要求越来越高,数字正交相干检波技术成为了提高现代雷达性能的重要技术之一。
传统的模拟正交接收机由于模拟器件的不一致性,且受到环境温度、电源电压等影响较大,其I/Q通道存在较大的幅度和相位正交误差,并因此严重影响雷达的整机性能。
而基于直接中频采样的数字正交相干检波技术具有镜频抑制比高、体积小、一致性好等优点。
它基于带通信号采样理论,在欠采样情况下保证信号的有用频谱不发生混叠,从而恢复得到正确的I/Q信号,因此得到了广泛的应用。
正交双通道处理就是中频回波信号经过两个相似的支路分别处理,其差别仅是其基准的相参电压相位差90°,这两路称为:同相支路(Inphase Channel)——I支路正交支路(Quadrature Channel)——Q支路传统方法使用的是模拟正交双通道处理,正交I、Q通道处理是将接收机输出的中频回波信号分别与正交的两路相参信号混频(采用模拟乘法器),然后进行低通滤波,从而得到I、Q两路基带信号,再通过A/D变换给出同相分量和正交分量的数字量,如图3所示:图 3 正交双通道采样结构图正交双通道处理的优点(相对于单通道处理):f,以确定目标相对运动方向;(1)可区分±d(2)能消除盲相(单通道MTI时目标多普勒信号的相位取样对消导致零输出)。
3.2雷达脉冲压缩技术雷达是通过对回波信号做一些相应的处理来识别复杂回波中的有用信息的。
因此,波形设计有着相当重要的作用,不同的波形将影响雷达发射机形式的选择、信号处理方式、雷达的作用距离及抗干扰、抗截获等很多重要问题。
现代雷达为了提高雷达发射机平均功率,往往采取了时宽很宽的发射脉冲,脉宽甚至达到了若干毫秒。
由雷达的模糊函数的概念可知,雷达的距离分辨率和发射信号的有效带宽成反比,为了能达到要求的距离分辨力,必须提高发射信号的有效带宽,常用的方法是采用脉冲压缩处理方式。
脉冲压缩技术可以获得较大的时宽带宽信号,使雷达同时具有作用距离远、高测距、高测速精度和好的距离、速度分辨率的优点。
同时,在密集的有源电磁环境中,雷达之间的相互干扰会成为严重的问题。
采用脉冲压缩技术的雷达发射端可以采用不同的调制波形,接收端采用不同的匹配滤波器,从而减少了雷达之间的相互干扰。
线形调频信号是一种典型的脉冲压缩信号,也是研究最早而又应最广泛的一种脉冲压缩信号。
它具有对目标回波信号多普勒频移不敏感,技术较成熟等优点。
但是为获得低副瓣,需要加权,这样会带来信噪比损失。
在数字信号处理方法广泛应用之前,常采用模拟脉压方法。
如今数字技术的不断提高使得数字脉压正在取代传统的模拟脉压方法。
数字脉压相当于FIR 匹配滤波,滤波器系数就是对应于发射的调频信号的参考信号。
脉冲压缩有基于时域相关法和频域FFT 法两种方式。
采用频域算法的优点是大时宽信号时间可采用高效FFT 算法,大大减少运算量(时域FIR 滤波器实现数字脉压,对于N 点长度的信号,需要进行2N 次复数乘法运算,而频域卷积法仅需要N N 2log 22次复数乘法运算);采用专用FFT 芯片,可实现大压缩比和最佳性价比。
但在小压缩比、距离单元数较大时,相对于时域脉冲压缩法成本较高,运算过程较复杂。
采用时域匹配滤波法,等效于求离散接受信号与发射波形理算样本之间的负相关运算,这种方法在压缩比较小时,电路简单,实现方便。
至于两种方法的脉压性能,研究表明:频域处理方法得到的脉压主副比(RMS )指标高于时域方法4dB 以上,但时域处理方法得到的信噪比(SNR )损失要略小于频域方法,而多普勒频移(fd )对两种方法的影响基本上一致。
脉冲压缩的目的是集中单个雷达发射信号的所有能量,获的最大输出信噪比。
方法是进行匹配滤波,在接收机中设置一个与发射信号频率相匹配的压缩网络,使经过调制的宽脉冲的回波信号变成窄脉冲,保持良好的距离分辨力。
脉冲压缩网络实际上就是一个匹配滤波器网络。
匹配滤波器是指输出信噪比最大准则下的最佳线性滤波器。
脉冲压缩的程度用脉冲压缩系数D 表示,它定义为:0ττ=DD 即压缩后的脉冲宽度τ比发射脉冲宽度0τ缩小的倍数,亦称脉压比。
它是衡量脉压处理的主要技术指标之一。
雷达脉冲压缩技术在今后的应用中有着更为广泛的前景。
它是提高现代雷达在未来战争中竞争力的重要手段之一,在整个雷达系统中,发挥着及其重要的作用,同时,脉冲压缩技术也是现代雷达信号处理技术的重要发展方向。
3.3动目标检测MTD MTD 也就是一种相参积累和多普勒滤波的结合,相干积累的目的为: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。
动目标检测(MTD )即Moving Target Detection ,根据最佳线性滤波理论,在杂波背景下检测运动目标回波,除了杂波抑制滤波器外,还应串接有对脉冲串信号匹配的滤波器。
MTD 利用了回波脉冲串的相参性进行相参积累。
实际工作中,采用一组相邻且部分重叠的滤波器组覆盖整个多普勒频率范围,这就是窄带多普勒滤波器组。
N 个相邻的多普勒滤波器组的实现是由N 个输出的横向滤波器(N 个脉冲和N-1根迟延线)经过各脉冲不同的加权并求和后形成的。
结构如图4:图 4 MTD 滤波器组成框图图 5 MTD 滤波器频率响应N=8设加在第k 个滤波器的第i 个输出端头的加权值为:1,1,0,e w ]/)1(2[-j ik -⋯==-N i N k i ,πk表示标号从0到N-1的滤波器,每一个k值对应一组不同的加权值,相应地对应一个不同的多普勒滤波器响应。
图5中所示滤波器响应是N=8时加权所得各标记k的滤波器频率响应,k取0~7。
该滤波器的频率覆盖范围为0到 fr 。
在仿真实验中,通常是通过快速傅里叶变换FFT来实现的。
动目标检测是为了弥补MTI的缺陷,并根据最佳滤波器理论发展起来的。
由于MTI对地物杂波的抑制能力有限,因此在MTI后串接一窄带多普勒滤波器组来覆盖整个重复滤波的范围,以达到动目标检测的目的,其实质是相当于对不同通道进行相参积累处理。
3.4恒虚警检测CFAR恒虚警是雷达信号处理的的重要组成部分,雷达信号的检测总是在干扰背景下进行的,这些干扰包括接收机内部的热噪声,以及地物、雨雪、海浪等杂波干扰。
在自动检测系统中,对于一定的检测门限,如果干扰电频增大了几分贝,将大量的增大虚警概率。
这时即使有足够大的信噪比,也不可能做出正确的判断。
因此,在强干扰中提取信号,不仅要求有一定的信噪比,而且必须有恒虚警处理设备。
恒虚警处理目的是保持信号检测时的虚警概率恒定,这样才能使处理器不致因虚警太多而过载,有时是为了经过虚警处理达到反饱和或损失一点检测能力而在强干扰的情况下仍能工作的目的。
党门限VT确定后,由于噪声电平的变化,将明显的改变虚警概率。
应该强调指出,恒虚警处理一般是不能提高信噪比的,相反在处理过程中还会使信噪比有不同程度的损失,即通常称为恒虚警率损失。
因为恒虚警处理是用有限个参考单元来估计杂波干扰的平均功率,由于参考单元有限,引起平均估计产生起伏,单元数越少,起伏越大。
检测门限一定时,噪声起伏加大将引起虚警概率的增加,如果要维持输出恒虚警概率不变,则应根据参考单元数适当的提高检测门限,这是要保持原来的检测概率,必须要提高输入的信噪比,这个所需的信噪比称为恒虚警损失Lcfar 。
在进行恒虚警处理时,根据处理对象的不同分为慢门限恒虚警和快门限恒虚警。
在对雷达回波信号作了脉冲压缩、MTI 、MTD 滤波后,接着就要对目标的存在进行判决:过门限检测。
这里采用的恒虚警概率检测,即CFAR ,将检测门限计算成使雷达接收机能保持恒定的预定虚警率。