Chapter_8_MovingTargetDetectionVelocityEstimation.ppt

杂波频谱 固定点杂波频谱：与运动目标频谱类似，只是中心频率不同。 分布杂波频谱：在雷达分辨单元内，所收到的回波是大量独立单元反射的合成。其合成回波具有随机性。而且由于杂波内部运动，各单元反射的多普勒频率不同，引起回波谱的展宽。 杂波频谱表示 ?v的量纲与速度相同，描述杂波内部运动，只与杂波内部起伏运动的程度有关，和工作波长无关。 与杂波特性有关的参数图8.21,P278 杂波频率散布均方值 多种因素影响杂波谱的展宽，杂波功率谱总的展宽可以用功率谱方差表示： 如果杂波有平均定向速度，其频谱位置将产生多普勒频移。 由于杂波频谱的展宽，需要改进滤波器的特性。 地杂波功率谱 系统越稳定，N0 越小。天线照射目标时间越长，杂波内部起伏越小，则梳状谱的宽度越窄。 动目标显示滤波器 最佳滤波器的频率响应 假设杂波功率谱C(f)，信号频谱S(f) 杂波抑制滤波器 一次相消器 二次相消器 多次相消梳状滤波器 抑制运动杂波滤波器 一次相消非递归型 一次相消递归型 二次相消非递归型 二次相消递归型 动目标显示雷达的工作质量及质量指标 改善因子（I, Improvement factor） 动目标显示系统输出的信号杂波输出功率比和输入信号杂波功率比的比值。 改善因子考虑了杂波衰减和噪声增益。 杂波剩余 式中，Si和So为在目标所有可能的径向速度上取平均的信号功率； G为系统对信号的平均功率增益。 表明了杂波特性部分改善因子I1和总改善因子之间的关系。与均匀杂波分量在总杂波中所占的比例有关。 对杂波梳状谱抑制的不彻底 而残留的杂波剩余 噪声类均匀谱分量的经过 动目标显示系统的输出 I1 = G Ci/Co1 实际上由相消滤波器输出的杂波剩余是由多种因素引起的, 它可以写成 Co = Co扫描 + Co杂波内部起伏 + Co系统不稳 + … 总的改善因子受各分项改善因子的限制, 其数值总是小于任一分项的改善因子。 要使动目标显示雷达有好的改善因子，必须使各个因素的改善因子都较大。特别要提高相消器对杂波梳状谱的改善因子。 信杂比改善（ISCR） 采用多个多普勒滤波器的杂波滤波系统，每个滤波器的改善因子。 杂波中的可见度（SCV） 在给定检测概率和虚警概率下，检测到重叠于杂波上的运动目标时，所需要的杂波功率和目标回波功率的比值。 SCV是当雷达输出端的功率信杂比等于可见度系数V0时雷达输入端的功率信杂比。 由于杂波内部运动和天线扫描对改善因子的限制。 由于雷达系统各主要部件工作不稳定对改善因子的限制。 模数（A/D）变换器量化噪声。 影响系统工作质量的因素 动目标检测（MTD） 增大了信号处理的线性动态范围 增加了一组多普勒滤波器，使之更接近于最佳滤波，提高了改善因子。 能抑制地杂波且能同时抑制运动杂波。 增加了一个或多个杂波图，可以检测切向飞行大目标。 存储每一空间单元 杂波平均值的估计值 多普勒滤波器组 每个窄带滤波器只占迟延线对消器通频带的大约1/N宽度, 因而其输出端的信噪比有相应的提高。 把频带细分后, 各滤波器的杂波输出功率只有各自通带范围内的杂波谱部分, 而不是整个多卜勒频带内的杂波功率，因此各个滤波器输出端的改善因子均有提高。 优点 自适应动目标显示系统 针对运动杂波 移动MTI滤波器的凹口，使之对准杂波的平均多普勒偏移。 MTI滤波器特性不变，将运动杂波的频谱搬移到固定杂波频谱的位置上。 Radar Principles Radar Principles 运动目标的检测和测速 第八章 主要内容 多普勒效应 动目标显示(MTI)雷达的工作原理和主要组成 盲速 、盲相的影响及其解决途径 回波和杂波的频谱和动目标显示滤波器 动目标显示雷达的工作质量和质量指标 动目标检测(MTD) MTI: Moving Target Indication MTD: Moving Target Detection GMTI: Ground Moving Target Indication 雷达中的各种干扰 内部噪声（Noise, 主要来自接收机高频部分） 杂波（Clutter, 地、海、气象，与噪声的区别） 人为干扰（Jamming, 有源、无源） 杂波(clutter)的定义：背景的回波或除感兴趣的目标以外的其它物体的雷达散射回波。 杂波的危害：不易检测动目标，接收机过载，增加系统的容量和复杂性。 区分运动目标和固定杂波的基础：速度的差别。 利用多普勒效应测速。 定义：发射源和接收者之间有相对径向运动时，接收的信号频率会发生变化。 窄带信号的多普勒效应。 多普勒效应 发射信号： 接收信号： 靠近：正 远离：负 切向：零 多普勒