脈沖多普勒雷達(dá)的總結(jié)

1、脈沖多普勒雷達(dá)的總結(jié)1、 適用范圍脈沖多普勒（PD雷達(dá)是在動(dòng)目標(biāo)顯示雷達(dá)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型雷達(dá)體制。這種雷達(dá)具有脈沖雷達(dá)的距離分辨力和連續(xù)波雷達(dá)的速度分辨力，有更強(qiáng)的抑制雜波的能力，因而能在較強(qiáng)的雜波背景中分辨出動(dòng)目標(biāo)回波。2、 PD雷達(dá)的定義及其特征（1）定義：PD雷達(dá)是一種利用多普勒效應(yīng)檢測(cè)目標(biāo)信息的脈沖雷達(dá)。（2）特征：具有足夠高的脈沖重復(fù)頻率（簡(jiǎn)稱PRF,以致不論雜波或所觀測(cè)到的目標(biāo)都沒(méi)有速度模糊。能實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖用頻譜單根譜線的多普勒濾波，即頻域?yàn)V波。PRF很高，通常對(duì)所觀測(cè)的目標(biāo)產(chǎn)生距離模糊。3、 PD雷達(dá)的分類(lèi)圖1PD雷達(dá)的分類(lèi)圖MTI雷達(dá)（低PRF：測(cè)距清晰，測(cè)速模糊PD雷達(dá)

2、（中PRF：測(cè)距模糊，測(cè)速模糊，是機(jī)載雷達(dá)的最佳波形選擇PD雷達(dá)（高PRF：測(cè)距模糊，測(cè)速清晰4、 機(jī)載下視PD雷達(dá)的雜波譜分析機(jī)載下視PD雷達(dá)的地面雜波是由主瓣雜波、旁瓣雜波和高度線雜波所組成多普勒中心頻率變化范圍特點(diǎn)主瓣雜波/me二川的A士2如強(qiáng)度比雷達(dá)接收機(jī)的噪聲強(qiáng)70-90dB與天線主波束的寬度、方向角、載機(jī)速度、發(fā)射信號(hào)波長(zhǎng)有關(guān)旁瓣雜波人=學(xué)85中A當(dāng)PDJ達(dá)不運(yùn)動(dòng)時(shí)，旁瓣雜波與主瓣雜波在頻域上相重合；當(dāng)PDJ達(dá)運(yùn)動(dòng)時(shí)，旁瓣雜波與主瓣雜波就分布在不同的頻域上高度線雜波/d=0史=900機(jī)載下視PDT達(dá)做平行于地面的運(yùn)動(dòng)在零多普勒頻率處總有一個(gè)較強(qiáng)的"雜波"無(wú)雜波區(qū)

3、+-J-COS收A恰當(dāng)選擇雷達(dá)信號(hào)的PRF使得其地面雜波既不重疊也不連接其頻譜中不可能有地面雜波，只有接收機(jī)內(nèi)部熱噪聲的部分5、PRF的選擇(1)高、中、低脈沖重復(fù)頻率的選擇機(jī)載雷達(dá)在沒(méi)有地雜波背景干擾的仰視情況下，通常采用低PRF加脈沖壓縮。迎面攻擊時(shí)高PRF優(yōu)于中PRF尾隨時(shí)，在低空，中PRF于高PRF;在高空，高PRF優(yōu)于中PRF交替使用中、高PRF的方法，或者再加上在下視時(shí)采用低PRF的方法，并在低、中PRF時(shí)配合采用脈沖壓縮技術(shù)，將是在所有工作條件下得到遠(yuǎn)距離探測(cè)性能的最有效的方法。(2)高PRF時(shí)重復(fù)頻率的選擇使迎面目標(biāo)譜線不落人旁瓣雜波區(qū)中：maxA/tz注：?jiǎn)芜厧V波器的通帶范

4、圍應(yīng)從.（于TfnMJC：）-（joI/亡drtiiwttfTimas.為了識(shí)別迎面和離去的目標(biāo)：A、當(dāng)接收機(jī)單邊帶濾波器對(duì)主瓣雜波頻率固定時(shí):B、當(dāng)接收機(jī)單邊帶濾波器相對(duì)發(fā)射頻率是固定時(shí):tniri單邊帶濾波器的中心頻率一、是固定的，但偏離九應(yīng)為jcm工2。6、PD雷達(dá)的信號(hào)處理系統(tǒng)PD雷達(dá)的信號(hào)處理系統(tǒng)主要由單邊帶濾波器、主瓣雜波抑制濾波器、零多普勒頻率抑制濾波器、多普勒濾波器組、檢波積累、轉(zhuǎn)換器和門(mén)限等部分組成，下面總結(jié)各組成部分的特點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn)方法。(1)單邊帶濾波器特點(diǎn)：帶寬近似等于脈沖重復(fù)頻率fr,一般設(shè)置在中頻；從回波頻譜中只濾出單根譜線；避免了后面信號(hào)處理過(guò)程中可能產(chǎn)生的頻譜折疊

5、效應(yīng)；距離選通波門(mén)必須設(shè)在單邊帶濾波器之前；要求帶外抑制至少要大于60dB;實(shí)現(xiàn)方法：采用石英晶體濾波器(2)主瓣雜波抑制濾波器特點(diǎn)：比目標(biāo)回波能量要高出60-80dB;主瓣雜波抑制濾波器的幅一頻特性應(yīng)是主瓣雜波頻譜包絡(luò)的倒數(shù)；相當(dāng)于一個(gè)白化濾波器，經(jīng)過(guò)主瓣雜波抑制之后，后面的多普勒濾波器可以按照白噪聲中的匹配濾波理論來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)方法：首先確定它的頻率加，用一個(gè)混頻器先消除變化的/岫，就可以用一個(gè)固定頻率的濾波器將其濾除.確定主瓣雜波中心頻率加1有兩種方法：一種方法是利用頻率跟蹤；另一種是由天線指向和載機(jī)飛行速度計(jì)算出主瓣雜波應(yīng)有的多普勒頻移/“，直接控制壓控振蕩器去產(chǎn)生人十廣海的振蕩瀕率

6、。(3)零多普勒頻率抑制濾波器特點(diǎn)：用于高度雜波的濾除；同時(shí)抑制發(fā)射機(jī)直接進(jìn)人到接收機(jī)的泄漏；實(shí)現(xiàn)方法：只需斷開(kāi)濾波器組中落人高度雜波區(qū)的那些子濾波器的輸出；使用可防止檢測(cè)高度線雜波專用的CFAFfc路；使用航跡消隱器除去最后輸出的高度線雜波。(4)多普勒濾波器組特點(diǎn)：是覆蓋預(yù)期的目標(biāo)多普勒頻移范圍的一組鄰接的窄帶濾波器；起到了實(shí)現(xiàn)速度分辨和精確測(cè)量的作用；可以設(shè)在中頻，也可以設(shè)在視頻；每個(gè)濾波器的帶寬應(yīng)設(shè)計(jì)得盡量與回波信號(hào)的譜線寬度相匹配。實(shí)現(xiàn)方法：模擬式(少用)數(shù)字式：FFT(多用)近代模擬式：CT(多用)注：所需濾波器的數(shù)目：一£=N(5)轉(zhuǎn)換器和門(mén)限(CFAR實(shí)現(xiàn)方法：參量法

7、或非參量法7、PD雷達(dá)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法PD雷達(dá)具有兩種跟蹤體制，即單目標(biāo)跟蹤和多目標(biāo)跟蹤。前者采用類(lèi)似常規(guī)跟蹤系統(tǒng)的角度、距離和速度跟蹤伺服回路，后者采用邊掃描邊跟蹤的方法。(1)單目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)角度跟蹤系統(tǒng)：a、順序波束序列的算法：波束行程、多波束行程b、單脈沖體制c、合并通道技術(shù)速度（多普勒頻率）跟蹤系統(tǒng)：鎖頻式和鎖相式特點(diǎn)：a、鎖相系統(tǒng)是測(cè)量多普勒頻率的優(yōu)選裝置，其理論上的穩(wěn)態(tài)測(cè)速誤差為0;b、對(duì)雷達(dá)設(shè)備的穩(wěn)定性提出了較高的要求；c、當(dāng)系統(tǒng)的帶寬一定時(shí)，鎖相系統(tǒng)就存在最大可跟蹤目標(biāo)加速度的限制，而在鎖頻系統(tǒng)中就無(wú)此限制。距離跟蹤系統(tǒng)：a、基本原理與常規(guī)脈沖雷達(dá)相同；b、距離門(mén)用一

8、個(gè)低頻參考信號(hào)；c、跨過(guò)多個(gè)脈沖周期的跟蹤可以用一個(gè)具有比一個(gè)脈沖周期長(zhǎng)的時(shí)間基準(zhǔn)的距離跟蹤器實(shí)現(xiàn)。（2）四維分辨跟蹤系統(tǒng)距離、速度、兩個(gè)角度（方位角和俯仰角）等四個(gè)跟蹤回路，就構(gòu)成具有四維分辨能力的跟蹤系統(tǒng)。特點(diǎn)：a、角度上的分辨由角跟蹤系統(tǒng)和波束寬度決定；b、距離上的分辨由距離跟蹤系統(tǒng)和距離門(mén)的寬度決定；c、能在速度坐標(biāo)即多普勒頻率上分辨目標(biāo)如果系統(tǒng)所用的窄帶濾波器的帶寬小于20Hz,則可立即將這兩個(gè)目標(biāo)分開(kāi)；d、加了窄帶濾波器，從而濾除了噪聲，所以可以提高信噪比：e、具有很強(qiáng)的抗干擾能力。（3）多目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)特點(diǎn)：a、由多路接收通道實(shí)現(xiàn)；b、在強(qiáng)雜波干擾環(huán)境下有常規(guī)雷達(dá)所無(wú)法比擬的優(yōu)良性

9、能。8、測(cè)距和測(cè)速模糊的解算（1）定義測(cè)距模糊：同一距離讀數(shù)可能對(duì)應(yīng)幾個(gè)目標(biāo)真實(shí)距離的現(xiàn)象。測(cè)速模糊：相差nfr,的目標(biāo)多普勒頻移會(huì)讀做同樣的多普勒頻移，測(cè)量出的一個(gè)速度可能對(duì)應(yīng)幾種真實(shí)速度的這種現(xiàn)象。（2）測(cè)距模糊的解算多重脈沖重復(fù)頻率測(cè)距法（優(yōu)）采用雙重PRF所能達(dá)到的最大無(wú)模糊距離R,由/巧和最大公約頻率決定。=方生連續(xù)改變脈沖重復(fù)頻率測(cè)距法這種方法的原理是，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后立即調(diào)整PRF并且使目標(biāo)回波始終位于相鄰兩個(gè)發(fā)射脈沖的中間，也就是保持目標(biāo)回波的延時(shí)與脈沖重復(fù)周期為（n十1/2）倍的關(guān)系。即目標(biāo)距離為：R（；=R射頻調(diào)頻測(cè)距法這種方法用于脈沖多普勒雷達(dá)時(shí)，只是把連續(xù)變化的載頻變成脈沖變

10、化的。載頻調(diào)制周期對(duì)應(yīng)于最大無(wú)模糊距離，為了消除測(cè)距模糊，它應(yīng)該遠(yuǎn)大于脈沖重復(fù)周期。目標(biāo)的真實(shí)距離為：衣=、24rw頻率變化率是Mm特點(diǎn)：a、適用于單目標(biāo)跟蹤，在多目標(biāo)環(huán)境下，需要增加大量的距離門(mén)；b、測(cè)量精度主要取決于頻率變化率和多普勒濾波器組的分辨力；c、方法比較簡(jiǎn)單，而且獲得數(shù)據(jù)迅速，因此適用于對(duì)目標(biāo)測(cè)距精度要求不高的邊掃描邊跟蹤雷達(dá)。脈沖調(diào)制測(cè)距法脈沖調(diào)制測(cè)距法是通過(guò)改變發(fā)射脈沖的波形參數(shù)(幅度、寬度和位置)，對(duì)接收到的回波信號(hào)加以識(shí)別和計(jì)算處理來(lái)消除測(cè)距模糊的方法。目標(biāo)無(wú)模糊距離為：K=(«Tr+ia)工是脈沖重復(fù)周期應(yīng)是目標(biāo)模糊距離所對(duì)庖的回波延時(shí)(3)測(cè)速模糊的解算常用的方法是利用距離跟蹤的粗略微分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)消除測(cè)速模糊。無(wú)模糊多普勒頻率為：對(duì)應(yīng)目標(biāo)的無(wú)模糊相對(duì)速度為:*等人兀9、影響PD雷達(dá)距離方程的主要因素當(dāng)要求信噪比為S/N時(shí)作用距離R與R。的關(guān)系為：(i)發(fā)射脈沖遮擋效應(yīng)特點(diǎn)：降低了回波有效寬度；當(dāng)回波全部被發(fā)射脈沖擋住時(shí)，影響最嚴(yán)重，使作用距離降為0,稱為盲距；一般重復(fù)頻率越高，發(fā)射脈沖