脈沖多普勒雷達的總結(jié)

1、脈沖多普勒雷達的總結(jié)1、 適用范圍脈沖多普勒（PD雷達是在動目標顯示雷達基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型雷達體制。這種雷達具有脈沖雷達的距離分辨力和連續(xù)波雷達的速度分辨力，有更強的抑制雜波的能力，因而能在較強的雜波背景中分辨出動目標回波。2、 PD雷達的定義及其特征（1）定義：PD雷達是一種利用多普勒效應(yīng)檢測目標信息的脈沖雷達。（2）特征：具有足夠高的脈沖重復(fù)頻率（簡稱PRF,以致不論雜波或所觀測到的目標都沒有速度模糊。能實現(xiàn)對脈沖用頻譜單根譜線的多普勒濾波，即頻域濾波。PRF很高，通常對所觀測的目標產(chǎn)生距離模糊。3、 PD雷達的分類圖1PD雷達的分類圖MTI雷達（低PRF：測距清晰，測速模糊PD雷達

2、（中PRF：測距模糊，測速模糊，是機載雷達的最佳波形選擇PD雷達（高PRF：測距模糊，測速清晰4、 機載下視PD雷達的雜波譜分析機載下視PD雷達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主瓣雜波/me二川的A士2如強度比雷達接收機的噪聲強70-90dB與天線主波束的寬度、方向角、載機速度、發(fā)射信號波長有關(guān)旁瓣雜波人=學(xué)85中A當PDJ達不運動時，旁瓣雜波與主瓣雜波在頻域上相重合；當PDJ達運動時，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機載下視PDT達做平行于地面的運動在零多普勒頻率處總有一個較強的"雜波"無雜波區(qū)

3、+-J-COS收A恰當選擇雷達信號的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)頻率的選擇機載雷達在沒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。迎面攻擊時高PRF優(yōu)于中PRF尾隨時，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采用低PRF的方法，并在低、中PRF時配合采用脈沖壓縮技術(shù)，將是在所有工作條件下得到遠距離探測性能的最有效的方法。(2)高PRF時重復(fù)頻率的選擇使迎面目標譜線不落人旁瓣雜波區(qū)中：maxA/tz注：單邊帶濾波器的通帶范

4、圍應(yīng)從.（于TfnMJC：）-（joI/亡drtiiwttfTimas.為了識別迎面和離去的目標：A、當接收機單邊帶濾波器對主瓣雜波頻率固定時:B、當接收機單邊帶濾波器相對發(fā)射頻率是固定時: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雷達的信號處理系統(tǒng)PD雷達的信號處理系統(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)換器和門限等部分組成，下面總結(jié)各組成部分的特點及其實現(xiàn)方法。(1)單邊帶濾波器特點：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；避免了后面信號處理過程中可能產(chǎn)生的頻譜折疊

5、效應(yīng)；距離選通波門必須設(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：比目標回波能量要高出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)；相當于一個白化濾波器，經(jīng)過主瓣雜波抑制之后，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進行設(shè)計；實現(xiàn)方法：首先確定它的頻率加，用一個混頻器先消除變化的/岫，就可以用一個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飛行速度計算出主瓣雜波應(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：用于高度雜波的濾除；同時抑制發(fā)射機直接進人到接收機的泄漏；實現(xiàn)方法：只需斷開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：是覆蓋預(yù)期的目標多普勒頻移范圍的一組鄰接的窄帶濾波器；起到了實現(xiàn)速度分辨和精確測量的作用；可以設(shè)在中頻，也可以設(shè)在視頻；每個濾波器的帶寬應(yīng)設(shè)計得盡量與回波信號的譜線寬度相匹配。實現(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)換器和門限(CFAR實現(xiàn)方法：參量法

7、或非參量法7、PD雷達的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法PD雷達具有兩種跟蹤體制，即單目標跟蹤和多目標跟蹤。前者采用類似常規(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：a、鎖相系統(tǒng)是測量多普勒頻率的優(yōu)選裝置，其理論上的穩(wěn)態(tài)測速誤差為0;b、對雷達設(shè)備的穩(wěn)定性提出了較高的要求；c、當系統(tǒng)的帶寬一定時，鎖相系統(tǒng)就存在最大可跟蹤目標加速度的限制，而在鎖頻系統(tǒng)中就無此限制。距離跟蹤系統(tǒng)：a、基本原理與常規(guī)脈沖雷達相同；b、距離門用一

8、個低頻參考信號；c、跨過多個脈沖周期的跟蹤可以用一個具有比一個脈沖周期長的時間基準的距離跟蹤器實現(xiàn)。（2）四維分辨跟蹤系統(tǒng)距離、速度、兩個角度（方位角和俯仰角）等四個跟蹤回路，就構(gòu)成具有四維分辨能力的跟蹤系統(tǒng)。特點：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)和距離門的寬度決定；c、能在速度坐標即多普勒頻率上分辨目標如果系統(tǒng)所用的窄帶濾波器的帶寬小于20Hz,則可立即將這兩個目標分開；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、具有很強的抗干擾能力。（3）多目標跟蹤系統(tǒng)特點：a、由多路接收通道實現(xiàn)；b、在強雜波干擾環(huán)境下有常規(guī)雷達所無法比擬的優(yōu)良性

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

10、化的。載頻調(diào)制周期對應(yīng)于最大無模糊距離，為了消除測距模糊，它應(yīng)該遠大于脈沖重復(fù)周期。目標的真實距離為：衣=、24rw頻率變化率是Mm特點：a、適用于單目標跟蹤，在多目標環(huán)境下，需要增加大量的距離門；b、測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、方法比較簡單，而且獲得數(shù)據(jù)迅速，因此適用于對目標測距精度要求不高的邊掃描邊跟蹤雷達。脈沖調(diào)制測距法脈沖調(diào)制測距法是通過改變發(fā)射脈沖的波形參數(shù)(幅度、寬度和位置)，對接收到的回波信號加以識別和計算處理來消除測距模糊的方法。目標無模糊距離為：K=(«Tr+ia)工是脈沖重復(fù)周期應(yīng)是目標模糊距離所對庖的回波延時(3)測速模糊的解算常用的方法是利用距離跟蹤的粗略微分數(shù)據(jù)來消除測速模糊。無模糊多普勒頻率為：對應(yīng)目標的無模糊相對速度為:*等人兀9、影響PD雷達距離方程的主要因素當要求信噪比為S/N時作用距離R與R。的關(guān)系為：(i)發(fā)射脈沖遮擋效應(yīng)特點：降低了回波有效寬度；當回波全部被發(fā)射脈沖擋住時，影響最嚴重，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