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雷达信号与数据处理--雷达信号处理基础 ppt课件

雷达信号与数据处理--雷达信号处理基础  ppt课件

A 2
Q(
f

f0)
X( f ) A 2
A 2
Q(
f

f0)
f
f0
f0
X ( f ) sin π f
π f

fr ( f nfr )
n
fr 1/ Tr
6
随机信号与功率谱:
随机信号是指不可能用数学公式来确切地描述的信号,如接收机热噪声等。
x(t)
t
随机信号样本的波形
t
的矩形脉冲
Tr
x(t
)


A
cos(2πf0t 0,
),
t NTr / 2 t NTr / 2
A 2
Q(
f

f0)
z( f )
A
2
A 2 Q( f f0)
f
-f0
0
f0
X(
f
)

A 2
Q( f

f0) Q(
f

f0 )
Q( f ) sin(π f ) π f
9
广义平稳随机信号的自相关函数具有厄米特性质
Rx
(m)

E
xn
x* nm


Rx*
(m)
如果一个随机信号的所有统计特性都可以由它的某次样本来决定,就说它 是各态历经的。一个具有各态历经的性质的随机信号一定是狭义平稳的, 而且其数学期望运算可以用单次样本的时间平均运算来替代。
对于广义平稳的随机信号,常用功率谱来表征随机信号的频率特征。随机 信号功率谱等于其自相关函数的傅里叶变换。
Eg 表示数学期望

雷达信号分析

雷达信号分析

2 0
2B T
§3.3 雷达测速精度
一、分析条件和方法 二、分析结果
1 2E
N0
2 2 t 2 t 2 dt
2
t 2 dt
三、单载频矩形脉冲信号: 2 2 T 2
3
§3.4 信号的非线性相位特性
对测量精度的影响
(t) 0 ,具有非线性相位。
时间相位常数: 2 t ' (t)a2 (t)dt 2 t ' (t) u(t) 2 dt
§4.1 模糊函数的推导 §4.2 模糊函数与分辨力的关系 §4.3 模糊函数与匹配滤波器输出响应的关系 §4.4 模糊函数的主要性质 §4.5 模糊图的切割 §4.6 模糊函数与精度的关系 §4.7 利用模糊函数对单载频矩形脉冲雷达
③径向速度为正。 一、静止点目标
s(t) (t)e j 2f0t sr (t) (t )e j2f0 (t )
二、运动点目标
sr (t) [t (t)]e j2f0[t (t)]
R(t) R0 VT
经过推导有:
Sr (t)
[t
2v t
]e
j
2f0 [t
2vt C
]
C
[t ]e j 2f0 e j 2 ( f0 fd )t
2
T /2
t(2kt)dt
T / 2
2kT2
2
[a(t)] dt
T /2
dt T / 2
3
例2: u(t) rect ( t )e jkt
T
t T
(t ) k t ' (t ) k
2
t ' (t)a 2 (t)dt
2
t/2
t (k )dt

《雷达信号分析》课件

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系统测试与性能评估
总结词
测试、性能
详细描述
该部分主要介绍了系统的测试方法和性能评估,包括测试环境、测试内容、测试结果等,并对系统的 性能进行了全面的评估,为后续的系统优化和改进提供了依据。
THANKS
[ 感谢观看 ]
总结词
军事侦查与目标识别是雷达信号处理的重要 应用领域之一,通过处理雷达回波信号,提 取目标特征,实现目标的快速、准确识别。
详细描述
雷达系统通过发射电磁波,遇到目标后反射 回来被接收,经过信号处理提取出目标的距 离、速度、方位等参数,以及目标的形状、 尺寸等特征。这些信息对于军事侦查和目标 识别具有重要意义,可以帮助指挥官做出快
CHAPTER 06
案例分析:某型雷达信号处理系统 设计
系统概述与需求分析
总结词
概述、需求
详细描述
该部分主要介绍了某型雷达信号处理系统的基本情况,包括系统功能、应用场 景等,并对系统的需求进行了详细的分析,为后续的系统设计提供了依据。
系统架构与模块设计
总结词
架构、模块
详细描述
该部分主要介绍了系统的整体架构和 各个模块的设计,包括信号输入、处 理、输出等模块,以及各模块之间的 连接和交互方式,为后续的系统实现 提供了基础。
小波变换
总结词
多尺度分析
详细描述
小波变换是一种多尺度、多分辨率的信号处理方法,适合分析非平稳信号。它能够同时 在时域和频域对信号进行分析,揭示信号在不同尺度上的特征,广泛应用于雷达信号的
降噪、目标识别和运动目标跟踪等领域。
神经网络算法
总结词
自适应算法
详细描述
神经网络算法是一种模拟人脑神经元工作方 式的自适应算法,能够通过学习自动提取输 入数据的内在规律和模式。在雷达信号处理 中,神经网络可以用于自动目标识别、干扰 抑制、高分辨成像等方面。

《雷达信号分析》课件

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contents
目录
• 雷达信号概述 • 雷达信号处理基础 • 雷达信号处理算法 • 雷达信号处理系统设计 • 雷达信号处理技术前沿
01
雷达信号概述
雷达信号的定义
01
02
03
雷达信号
由雷达设备发射的电磁波 信号,用于探测、跟踪和 识别目标。
雷达信号的特性
具有特定的频率、波形和 发射方式,能够穿透不同 的介质和环境条件。
监视等操作。
雷达信号处理系统的性能评估
性能评估指标
包括系统稳定性、实时性、精度和可靠性等。
测试与验证
通过实际测试和模拟实验,对雷达信号处理系统的各项性能指标进行评估和验 证。
05
雷达信号处理技术前沿
雷达信号处理的智能化技术
总结词
雷达信号处理的智能化技术是当前研究的热点,通过人工智能和机器学习等方法,实现对雷达信号的自动分析和 处理,提高雷达的探测性能和目标识别能力。
详细描述
雷达信号处理的抗干扰技术包括频域滤波、时域滤波、极化滤波等多种方法。这些技术能够有效地滤 除干扰信号,提取出有用的目标信息,提高雷达的探测精度和可靠性。同时,抗干扰技术还能够降低 雷达系统的复杂性和成本,具有广泛的应用前景。
雷达信号处理的实时处理技术
总结词
实时处理技术是雷达信号处理的另一个 重要方向,通过高效的算法和硬件实现 ,实现对雷达信号的快速处理和分析。
中值滤波算法
将信号按大小排序,用中值代替异常值,适用于去除脉冲噪声。
卡尔曼滤波算法
利用状态方程和观测方程对信号进行最优估计,适用于跟踪和预 测。
雷达信号的压缩算法
离散余弦变换(DCT)
将信号从时域转换到频域,去除冗余信息,减小数据量。

雷达信号分析(第4章)模糊函数

雷达信号分析(第4章)模糊函数



0
0


-0.2 0 (d)
0.25 0.2



0.2
切割平面
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4

-0.2 0 (e)
0.25 0.2
-0.2


0.4
切割平面
-0.4
1 4
1 10
0 , 0
(b)
0.25 -0.2 0 (f) 0.2


4.6 模糊函数与精度的关系
c(t, x ) » c(0, 0) - (t b0 - 2txa + x d ) c(0, 0) = (2E )2 [1 - t 2 b02 + 2txa - x 2d 2 ]
2 2 2 2 2 2 2
j(t ) = 0(a = 0), x = 0 c(t, 0)
2 2 2 » 1 - b0 t
c(0, 0)
ò
¥ -¥
cm (l, x ) ⋅ cm (t - l, x )d l
1
7、周期信号模糊函数
u(t) C0 C1 C2 C3 …. t T
m(t ) =
N -1
åc
n =0
N -1
n
⋅ m1 (t - nT )
N -1-m
c m (t , x ) =
N -1
j 2 pxmT e ⋅ cm 1 (t + mT , x ) ⋅ å m =1 N -1-m
2
ò =ò
¥
-¥ ¥ -¥
j(t, x ) = c(t, x ) = c(t, x) ⋅ c* (t, x ) c (t, x ) =

相控阵雷达ppt课件(2024版)

相控阵雷达ppt课件(2024版)
8
第五章 相控阵雷达
§5.1概述
相控阵: 相位可控的阵列。相控阵天线是由许多辐射单元排
列组成的,每个单元的馈电相位均可灵活控制,改变波 阵面。
相控阵的概念很明确、很简单,但它与其他许多技术 有关,研究较早,发展较慢。目前处于迅速发展、激烈 变化的时期。
9
相控阵采用的高技术:
计算机技术 固态技术 信号处理技术 光电子技术 新材料技术 以及器件、结构、工艺的发展
铁氧体(4段) 波导 图5.7铁氧体移相器
铁氧体移相器结构如图5.7。其中,铁氧体上的线圈未画出。利 用线圈对每段铁氧体独立充磁,改变各段磁化状态,从而改变波导 中的相位移。
速度慢、体积大、、功率大
移相的量化误差。
23
波束形成网络
波束形成分发射波束形成、接收波束形成, 一般指接收波束形成。
射频波束形成 中频波束形成 数字波束形成 多波束形成
线性调频扫描 非线性调频扫描
噪声
|f2-f1| |f2-f1|
B
分辨率 1/比特率
1/|f2-f1| 1/|f2-f1|
1/B
4
9.脉冲压缩原理:
设信号函数为s(t),对应的匹配滤波器的冲激响应为: h(t)=s*(t0-t) 经过匹配滤波器的输出信号y(t)为:
y(t) s(t) * h(t) s()s*( t t0)d
F Fa Fe
Fe(θ)称为阵元因子。
关于阵列天线的栅瓣
阵列因子图: 主瓣
栅瓣
栅瓣
-π/2
0
π/2
π
3π/2 2π
图5-2阵列因子图
15
主瓣
栅瓣
栅瓣
-π/2
0
π/2
π

《雷达原理与系统》课件

《雷达原理与系统》课件
气象观测
雷达在气象领域用于降水监测 、风场测量等方面,为气象预 报和灾害预警提供重要数据支
持。
CHAPTER 02
雷达系统组成
发射机
功能
产生射频信号,通过天线 辐射到空间。
组成
振荡器、放大器、调制器 等。
关键技术
高频率、大功率、低噪声 。
接收机
功能
01
接收空间反射回来的回波信号,并进行放大、混频、滤波等处
CHAPTER 04
雷达系统性能参数
雷达的主要性能参数
探测距离
雷达能够探测到的最远距离,通常由发射功 率、天线增益和接收机灵敏度决定。
速度分辨率
雷达区分不同速度目标的能力,通常由信号 处理算法决定。
分辨率
雷达区分两个相邻目标的能力,通常由发射 信号的波形和接收机处理决定。
角度分辨率
雷达区分不同方向目标的能力,通常由天线 设计和接收机处理决定。
距离分辨率
雷达的距离分辨率决定了雷达能够区 分相邻目标的能力,主要受发射信号 的带宽和脉冲宽度等因素影响。
多普勒效应与速度分辨率
多普勒效应
当发射信号与目标之间存在相对运动时,回波信号会产生多 普勒频移,通过测量多普勒频移可以推算出目标的运动速度 。
速度分辨率
雷达的速度分辨率决定了雷达能够区分相邻速度目标详细描述
相控阵雷达利用相位控制方法来改变雷达波束的方向,从而实现快速扫描和跟踪 目标。相比传统机械扫描雷达,相控阵雷达具有更高的扫描速度和抗干扰能力, 能够更好地适应现代战争中高速、高机动目标作战环境。
合成孔径雷达(SAR)
总结词
合成孔径雷达通过在飞行过程中对地面进行多次成像,将各个成像点的信息进 行合成处理,获得高分辨率的地面图像。

雷达信号分析(第5章)线性调频脉冲信号分析

雷达信号分析(第5章)线性调频脉冲信号分析

1 d td = 2p df
æ p 2ö f ÷ ç f ÷ =ç ÷ ç ÷ K èK ø
线性调频脉冲信号的近似匹配滤波器特性
( f )
B / 2
B/ 2
td
f
T
B
f
H ( f )
td
f1
f2
f3
f4
f5
f6
0
f1 f 2 f 3 f 4 f 5 f 6
f
t
二、近似匹配滤波器的输出
输入信号的复包络为 : 近似匹配滤波器输出为:
t sin[pB t(1 - )] T pB t
10 8 6 4
BT 10
2 0
2
4
6
8 10
B归一化为1

压缩比:
D=
BT 50
2T T = = BT 1 1 2 B B
20 15 10 5
0
5
10
15
20
距离旁瓣:来因、影响

2、 t = 0
c(0, x ) = T sin(pxT ) pxT

B

A
C
Aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

C
T
B
T

VA
VB
VC VA VB
VC
3、存在距离旁瓣 MSR=-13.2dB 旁瓣的坏处:
0

C
A B

掩盖小目标(广义分辨) 减小了系统动态范围
5.6 线性调频脉冲信号的处理
一、近似匹配滤波器的实现
BT > 30 时:
m (f ) = 1 æf ö ç ÷ ÷e rect ç ÷ ç èB ÷ ø K
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f 0 f 0
sa
(t )
2 x(t )
[1 2
(t )
2
1
jt
]
Sa ( f ) 2 X ( f )U ( f )
x( ) (t )d j 1 x( ) d
t
^
x(t) j x(t)
^
x(t )
1
x( ) d x(t) 1
t
t
2、复指数表示法
se (t) a(t) cos[2f0t (t)] ja(t) sin[2f0t (t)] a(t)e j[2f0t (t)] (t)e j 2f0t (t) a(t)e j(t)
准则的要求:①物理可实现;②唯一解答;③能求解的数学表达式。 输入:r(t)=u(t)+n(t);输出:y(t)=u0(t)+n0(t)
1、输出信号的峰值功率:
^
P
0 (t0 ) 2
1 2
(t0 )he ( )d
2
2、输出的噪声平均功率:
^
3、信号噪声比: P _ PN
_
PN
N0
4
he (
5.4 线性调频脉冲信号的模糊函数 5.5 线性调频脉冲信号的性能 5.6 线性调频脉冲信号的处理方法 5.7 线性调频脉冲信号的加权处理
6 相位编码脉冲信号
6.1二相编码信号 6.2二元伪随机序列 6.3巴克(Barker)序列 6.4 巴克码的处理 6.5 巴克码旁瓣的抑制 6.6 增加巴克码长度的方法 6.7 相位编码信号多普勒敏感问题 6.8 多相编码信号简介
雷达技术系列课程
—— 雷达信号分析与处理
雷达信号分析与处理
朱晓华
课程内容
1 绪论
1.1雷达信号的复数表示 1.2雷达信号的相关特性
2 最佳线性滤波器 3 雷达测量精度和分辨力
3.1 “点目标”回波的数学模型 3.2 雷达测距精度 3.3 雷达测速精度 3.4 信号的非线性相位特性对测量精度的影响 3.5 雷达不定原理 3.6 距离分辨力 3.7 速度分辨力
x(t) Re[se (t)]
3、区别 复解析表示法——频域,任意实信号 复指数表示法——时域,窄带信号
§1.2 雷达信号的相关特性
相关特性对随机信号和确知的规则信号都很重要! 一、相关特性的一般概念
相关特性是表征两个信号或一个信号相隔时间T的两点之间相互关联程 度的大小。
互相关函数定义:
R12 ( )
s1 (t)s2 (t
)dt
s1 (t
t
)dt
s2
(t
)s1
(t)dt
自相关函数:R11 ( )
性质:
s(t)s (t )dt
s(t )s (t)dt
1、共轭对称性:实信号的相关函数是 的偶函数;
2、自相关函数在原点的值等于信号能量;
)
2
d
二、匹配滤波器的脉冲响应特性
^
P
1 2
2
(t0 )he ( )d
_
PN
N 0
4
he ( )
2 d
①变分法解;②许瓦兹不等式。
^
P _ PN
1 N0
(t 0
) 2 d
m
由等号成立的条件得: hm ( ) C (t0 )
三、匹配滤波器的频率特性
H m ( f )
( f ) 2 e j 2 (t t0 ) f df
2
0 (t)
( f K ) e f j 2 (t t0 ) f K
K
0 (t)
a K e jK
K
四、匹配滤波器中几个问题的讨论
1、输出功率信噪比:
m
1 N0
(t 0
) 2 d
§1.1 雷达信号的复数表示
一、目的(简化运算) 二、实窄带信号( B f)0
x(t) a(t) cos[2f 0t (t)]
实窄带信号的能量:
E x(t) 2 dt 1 [a(t)]2 dt
2
三、实窄带信号的复数表示 1、复解析表示法
x(t) X ( f )
2 X ( f ) Sa ( f ) 0
两者之间的关系:
R12 (
)
s1 (t)
s
2
(
)
s2(t)共轭对称(偶实函数)有: R12 ( ) s1(t) s2 ( )
自相关函数:
R11 ( ) s1 (t) s1 ( )
s1(t)共轭对称(偶实函数): R11( ) s1 (t) s1 ( )
第二章 最佳线性滤波器
噪声的影响:信号的检测能力下降、测量精度降低。 一、最佳线性滤波器的准则
4 模糊函数
4.1 模糊函数的推导 4.2 模糊函数与分辨力的关系 4.3 模糊函数与匹配滤波器输出响应的关系 4.4 模糊函数的主要性质 4.5 模糊图的切割 4.6 模糊函数与精度的关系 4.7 利用模糊函数对典型脉冲雷达信号进行分析
5 调频脉冲信号
5.1 线性调频脉冲信号的产生 5.2 线性调频脉冲信号的频谱 5.3 线性调频脉冲信号的波形参量
3、原点的值最大;
4、相关函数的面积等于信号面积模的平方;
5、复信号自相关函数的付里叶变换是正实函数,与复信号 的相谱无关。
若两个复信号在时域上具有不同的波形,但在频域上 如具有相同的能谱,这两个信号的相关函数就完全相同。
二、相关与卷积的关系 区别:相关运算中被积函数之一没有折选过程;而卷积运
算中被积函数之一有折迭过程。
7 相干脉冲串信号
7.1相干脉冲串信号 7.2 均匀脉冲串信号的频谱 7.3 均匀脉冲串信号的模糊函数 *7.4 均匀脉冲串信号的性能 *7.5 均匀脉冲串信号的处理方法 *7.6 其它形式脉冲串信号简介
*8 其它信号分析与处理
第一章 绪论
一、雷达所面临的问题 (电子干扰、低空突防、ARM、隐身)
* (t0
t)e j2ft dt
[
(t0
t)e j2ft dt]*
[
(t)e j 2f (t0 t) dt]*
* ( f )e j 2ft0
H m ( f ) ( f ) e j ( f )e j2ft0
Hm( f ) ( f ) m ( f ) 2f t0
0 (t)
二、雷达发射的信号 三、雷达发射信号的发展 四、新型雷达信号的要求
1)不易被对方侦察和模拟,应采用复杂的调制; 2)有良好的分辨力和抗消极干扰的能力,要求信号应
又有“图钉”型的模糊函数; 3)具有极宽的频带,使任何快速侦察干扰系统均无法
施行瞄准式干扰; 4)容易进行最佳信号处理。 五、本课程的意义和特点
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