雷达信号的相参检测和处理学习教案

1、会计学1雷达信号的相参检测和处理雷达信号的相参检测和处理第一页，编辑于星期三：四点 三十七分。第1页/共83页第二页，编辑于星期三：四点 三十七分。信号的矢量表示方法第2页/共83页第三页，编辑于星期三：四点 三十七分。1.引言第3页/共83页第四页，编辑于星期三：四点 三十七分。第4页/共83页第五页，编辑于星期三：四点 三十七分。1.引言相参雷达中：第5页/共83页第六页，编辑于星期三：四点 三十七分。不同目标信号的频谱特性第6页/共83页第七页，编辑于星期三：四点 三十七分。1.引言Pffdfr1固定目标动目标第7页/共83页第八页，编辑于星期三：四点 三十七分。第8页/共83页第九页，

2、编辑于星期三：四点 三十七分。 tttatSLcos中 0ttdvvd422 0costtatSdL中1.引言中放L PCOHO tSL ts中tcosL tLs锁相第9页/共83页第十页，编辑于星期三：四点 三十七分。 002coscos21costttattStSdLdLL中 02cos21tftatSdL 移如下：为零中频信号。频谱搬tSL1.引言LL0dL)(dLf fSA中dd0f fLSA第10页/共83页第十一页，编辑于星期三：四点 三十七分。dfdrff rfdrff 2rf2f fP固定目标动目标1.引言Tr输入出第11页/共83页第十二页，编辑于星期三：四点 三十七分。 改

3、进：p 多次对消，或反馈型MTI1.引言第12页/共83页第十三页，编辑于星期三：四点 三十七分。1.引言第13页/共83页第十四页，编辑于星期三：四点 三十七分。CSCSIASOUTININOUTINOUTCSCGCCSSCSCSISGAC第14页/共83页第十五页，编辑于星期三：四点 三十七分。1.引言ASOUTININOUTNSNGNNSSI第15页/共83页第十六页，编辑于星期三：四点 三十七分。AG1AG dBGLA1log201.引言第16页/共83页第十七页，编辑于星期三：四点 三十七分。 0costtatSdL中 001coscos22LdLdSta ttt 0011cosco

4、s22LddSta tta tt1.引言第17页/共83页第十八页，编辑于星期三：四点 三十七分。盲速和盲相第18页/共83页第十九页，编辑于星期三：四点 三十七分。信号的矢量表示方法（I、Q双通道表示方法）第19页/共83页第二十页，编辑于星期三：四点 三十七分。 tjLetutSRe中 tjYtXttjattatjtatuddd000sincosexp ttYttXtjttjYtXtSLLLLsincossincosRe中1.引言第20页/共83页第二十一页，编辑于星期三：四点 三十七分。转LPLP中频tLcos2。90OOHCtLsin2 tXtSL tYtSL tXttSLtSLpLc

5、os2中同样 tYttSLtSLpL sin2中1.引言第21页/共83页第二十二页，编辑于星期三：四点 三十七分。 00sincosttjattatudd 00sincosttjattatudd1.引言第22页/共83页第二十三页，编辑于星期三：四点 三十七分。 1expexp21expexpexpexp21cos* tjtutjtutjtjtatjtjtatttatSLLLLL中1.引言第23页/共83页第二十四页，编辑于星期三：四点 三十七分。实窄带带通信号的复包络表示方法( )cjtf t e( )f tc0复包络调制信号实信号( )( )cos( )Re( ( )Re( ( )ccc

6、jtjtjta ttta t eef t e|( )|S|( )|S下变频第24页/共83页第二十五页，编辑于星期三：四点 三十七分。 tjtutjtutututjtjtjtutjtuttSLLLLLLL2exp2exp4141expexp21expexp21cos*中 241*tututSL1.引言第25页/共83页第二十六页，编辑于星期三：四点 三十七分。0LfLff0f混选后谱1.引言第26页/共83页第二十七页，编辑于星期三：四点 三十七分。 32121*tueetuetuetSLtStjtjtjtjpLLLLL中1.引言第27页/共83页第二十八页，编辑于星期三：四点 三十七分。 的

7、谱tuf0*该结论的意义：可利用Kalmus滤波器检测杂波中慢目标，正负频率部分绝对值相减消除杂波，保留目标。慢目标杂波f1.引言第28页/共83页第二十九页，编辑于星期三：四点 三十七分。相参检测和处理，MTI/MTD2.MTI第29页/共83页第三十页，编辑于星期三：四点 三十七分。2.MTI在同一距离单元上成组或滑动处理，注意这里不需要形成局部的判断0/1，直接在原数据上进行相参处理第30页/共83页第三十一页，编辑于星期三：四点 三十七分。1AnA2A11Z1Z1ZEi0EnnnniZAZAZEE110Advanced radar techniques and systems,Gasp

8、are Galati,第6章，茅于海，第31页/共83页第三十二页，编辑于星期三：四点 三十七分。1BnB2B11Z1Z1ZEi0EnnnniBZBZZEE1102.MTI第32页/共83页第三十三页，编辑于星期三：四点 三十七分。Ei11B3A1A2B1B2An1Z1Z1ZBn0EnnnnnniBZBZAZAZEE111102.MTI第33页/共83页第三十四页，编辑于星期三：四点 三十七分。MTI滤波器第34页/共83页第三十五页，编辑于星期三：四点 三十七分。 11ZZH rfTSinfH2rfTSin2rT10rT1rT2f2.MTI第35页/共83页第三十六页，编辑于星期三：四点 三

9、十七分。 211ZKZZH 2121ZZZH 24rfTSinfHfrT1rT10rT22.MTI第36页/共83页第三十七页，编辑于星期三：四点 三十七分。一次和二次对消器的比较第37页/共83页第三十八页，编辑于星期三：四点 三十七分。 11ZZWKZXZW 1ZZWZWZY ZX1Z1K ZY ZW2.MTI第38页/共83页第三十九页，编辑于星期三：四点 三十七分。1KZ 1Z 11111ZKZZXZYZH fHf2.MTI第39页/共83页第四十页，编辑于星期三：四点 三十七分。2.MTI第40页/共83页第四十一页，编辑于星期三：四点 三十七分。niintT111Tt 2T5T4T

10、3T2t5t4t3t02.MTI第41页/共83页第四十二页，编辑于星期三：四点 三十七分。12,TNiiiw wwwajbW 1iNj TTiiHweWV2.MTI其中，12Nj Tj Tj TeeeV第42页/共83页第四十三页，编辑于星期三：四点 三十七分。第43页/共83页第四十四页，编辑于星期三：四点 三十七分。ASOUTININOUTINOUTCSCGCCSSCSCSIMTI改善因子的计算公式：第44页/共83页第四十五页，编辑于星期三：四点 三十七分。 2*()11*ijiNNjTTjijTHTGHww eW VV WW R W则MTI的增益为：R矩阵的对角线元素为1，该矩阵为H

11、ermit矩阵。第45页/共83页第四十六页，编辑于星期三：四点 三十七分。 0000000*0*11212limlimTNTiiiGGddwwW RWW W2.MTI即得到了信号的平均增益。第46页/共83页第四十七页，编辑于星期三：四点 三十七分。 fCfCfCfCM21设杂波由多种杂波组成，功率谱为：可能包含各种杂波类型。第47页/共83页第四十八页，编辑于星期三：四点 三十七分。 dffGfCCGdffGfCdffCdffSdffGfSCSCSIiiiiics00/GiC2.MTI和杂波的自相关函数有什么关系？第48页/共83页第四十九页，编辑于星期三：四点 三十七分。 *11*112

12、*112*CWWCCCwwdfefCwwdfewwfCdffGfCTiiNiNjijjiNiNjTTfjjiNiNjTTfjjijiji2.MTI杂波自相关矩阵的第ij个元素第49页/共83页第五十页，编辑于星期三：四点 三十七分。其中，令杂波相关矩阵为C=Cij ，Cij代表用杂波功率归一化后的C的元素上式基于相关阵各元素与功率谱间互为傅立叶变换，且 为输入杂波功率。 dfefccCfTTjiijji21 dffcci2.MTI第50页/共83页第五十一页，编辑于星期三：四点 三十七分。*CWWWWCWWGITTTCS所以，有：第51页/共83页第五十二页，编辑于星期三：四点 三十七分。*0

13、*0WCW0WW 1*00*00WWWWITTCSmaxCSCSIIopTW2.MTI第52页/共83页第五十三页，编辑于星期三：四点 三十七分。*0*0WCWminmax1I2.MTI第53页/共83页第五十四页，编辑于星期三：四点 三十七分。 101NkknWkhNnn2.MTI第54页/共83页第五十五页，编辑于星期三：四点 三十七分。 1010NnnNnnznWznhzH10NnnTjnjrdeweH 104NnnTVjnewVH2.MTI第55页/共83页第五十六页，编辑于星期三：四点 三十七分。例：雷达工作频率3GHz，波长为0.1m第56页/共83页第五十七页，编辑于星期三：四点

14、 三十七分。 1212111210NTTTtnTTtTttth2.MTI第57页/共83页第五十八页，编辑于星期三：四点 三十七分。 1211110NTTTjTjtjeNwewwdtethH 04exp01000TTTVjnwVHNnniiV VH2.MTI第58页/共83页第五十九页，编辑于星期三：四点 三十七分。 1, 1 , 0,Nnwn 1102NnfnTjnarewfH2.MTI第59页/共83页第六十页，编辑于星期三：四点 三十七分。 2102NnfTjnhnehfH 22fHfHha20rfff2.MTI注意这里和前面的Tn不同第60页/共83页第六十一页，编辑于星期三：四点 三

15、十七分。当f0=0时，将上式在零点做泰勒展开： 2.MTI 12020001!2!nNjfThnnhhhHfh eHHHff 1( )00(2 )0,1,2,NkkkhnnnHjh Tk 其中：第61页/共83页第六十二页，编辑于星期三：四点 三十七分。同样，有： 1( )00(2 )()0,1,2,NkkkanrnHjwnTk 2, 1 , 000NmHHmhma令：则可以得到N-1个方程。第62页/共83页第六十三页，编辑于星期三：四点 三十七分。 11001122003NNmmnnrnnnNNnnnnT hnTwhw则可以解得系数hn。 进一步可以得到方程组：第63页/共83页第六十四页

16、，编辑于星期三：四点 三十七分。 1200204NjfTnhhnnjf TnnnHfHffh ehh e nh2.MTI第64页/共83页第六十五页，编辑于星期三：四点 三十七分。 nw（1）设计凹口中心在零频的非参差MTI的最佳权系数。（2）解式（3）求出凹口中心在零频处MTI的时变加权系数。（3）当凹口中心非零时（即杂波中心非零时），由式（4）可得出相应的时变加权系数。注：权系数修正法只适用于单杂波环境，当多杂波存在时，可采用特征向量法直接设计。 2.MTI第65页/共83页第六十六页，编辑于星期三：四点 三十七分。2特征向量法： 这是已知参差码时的最佳权系数直接设计法，设计准则是对已知模

17、型的杂波，平均改善因子最大。 nw)5()(10NnTjnwnewfH2.MTI第66页/共83页第六十七页，编辑于星期三：四点 三十七分。mnifCfC1)()(ijCC)6()(1)(2dfefCCiCfTTjijji2.MTI第67页/共83页第六十八页，编辑于星期三：四点 三十七分。*CWWWWITT*WCWminminmax1 II2.MTI第68页/共83页第六十九页，编辑于星期三：四点 三十七分。2.MTI第69页/共83页第七十页，编辑于星期三：四点 三十七分。-50Hz150Hz0Hzf2.MTI第70页/共83页第七十一页，编辑于星期三：四点 三十七分。表1，三脉冲MTI参

18、差比I（dB）权种类最佳权未修正权修正权1:117:2418:2340.4640.4640.4640.6240.62 40.7640.7636.52 34.582.MTI第71页/共83页第七十二页，编辑于星期三：四点 三十七分。2.MTI第72页/共83页第七十三页，编辑于星期三：四点 三十七分。 参差比选择的原则：p 使MTI速度响应的第一盲速目标最大速度p 速度响应通带内应尽量平坦（波纹小） 2.MTI第73页/共83页第七十四页，编辑于星期三：四点 三十七分。)(.20CCSSIiio10iSS第74页/共83页第七十五页，编辑于星期三：四点 三十七分。)(221210121011022dBogbogogogI上限3MTI处理对改善因子和信噪比的损失 第75页/共83页第七十六页，编辑于星期三：四点 三十七分。A/D位数（b） 9101112 （dB） 65717783 上限I表1 b与 的关系 上限I实际上:因 ,Co0.因此 ,接收机和