雷达信号与数据处理整理多媒体.ppt

雷达信号处理—第1章 概论 2010年3月 1.1 雷达信号处理的主要研究领域 信号处理来检测目标，提取距离、角度、速度、目标形状和性质。 数据处理完成雷达目标的点迹和航迹处理，目标信息的现实和分发。 雷达信号处理技术包括： 杂波和干扰抑制技术； 脉冲压缩和信号相参积累技术； 阵列信号处理技术； 目标检测技术； 目标特征信息提取和识别技术‘ 信号处理系统设计技术等。 （1）信号检测和视频信号积累 通过视频积累可以提高目标回波的信号噪声比（SNR），提高雷达在噪声背景下对目标的发现能力。 通过恒虚警率的检测可以使雷达保持较高发现目标能力的同时，是发生虚警概率大为降低。 背景是噪声，且一般噪声比目标回波信号强度低。 （2）相参信号的杂波抑制技术 利用目标回波与杂波间的多普勒频率差异，通过多普勒滤波技术滤除（或抑制）各种杂波，提高目标回波的信杂比，提高杂波背景下发现目标的能力。 杂波信号往往比目标回波信号强的多。杂波是另一种不需要的目标。 （3）雷达脉冲压缩技术 窄脉冲宽度可提高距离分辨率，但影响平均功率而降低了测量距离。 发射大时宽带宽积（Bt）信号，可以提高雷达的距离分辨率，同时提高发射信号的平均功率，即那个地发射脉冲的峰值功率。 接收时对大时宽进行进行匹配滤波，可使接收信号回波信号变窄，成为脉冲压缩。 （4）脉冲多普勒（PD）和空时二维信号处理 多普勒处理主要是针对机载雷达或测量机动目标，来抑制杂波。 空时二维自适应信号处理技术（STAP）：雷达天线阵元对信号的接收是通过多路接收机接收，就可能对多路接收信号进行空间和时间二维信号处理，可提高强地杂波中检测目标的能力。 （5）阵列信号处理技术 相控阵天线，通过对天线阵元信号相位的控制，实现天线波束扫描。 相位控制通过移相器完成。 数字技术使移相方法可变，也可使天线方向图用数字方法形成（DBF）。 阵元信号-数字化-数字方法-天线波束扫描（形成多个波束）。 二维自适应处理技术也是一种阵列信号处理技术。 （6）雷达成像技术 机载或星载雷达，距离和方位的高分辨成像。 距离分辨率，通过脉冲压缩技术实现；方位分辨率通过合成孔径技术实现。 移动雷达，如SAR；地面雷达，ISAR。 （7）雷达目标的识别和分类 目标识别，判别目标类型。 主要通过信号处理实现。 （8）雷达抗电子干扰技术 无源干扰：箔条，可利用抑制气象杂波的方法。 有源干扰：故意施放的电磁干扰信号。采用自适应频率捷变（AFT）、自适应波形捷变、自适应天线副瓣匿影和自适应天线副瓣相消等方法。 （9）雷达信号处理系统技术 利用电子设计自动化软件进行雷达信号处理系统的建模、仿真和设计，提高设计效率，提高雷达信号处理的性能。 系统电路设计采用数字信号处理芯片（DSP）、现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）。 1.2 雷达信号的发展趋势 数字化技术的推广 匹配滤波理论、傅里叶变化实现。 对消算法动目标显示技术实现。 多功能方向的发展 噪声背景检测-抑制各种杂波、抗各种电磁干扰。 视频处理-零中频和中频处理；时域处理-频域处理、空-时-频-极化综合处理； 测距、测角、测速发展到成像处理、目标识别等。 算法迅速发展 自适应信号处理算法 新的信号处理理论的进入：子波分析、模糊理论、神经网络、分形算法和遗传算法、人工智能技术，各种图像处理算法。 多学科技术的相互交叉和渗透 1.3 雷达数据处理技术主要内容 基本任务是将雷达探测信息形成用户可直接应用的情报信息。包括雷达探测数据的形成、信息的挖掘处理、状态的控制、多种方式显示和按需分发等。 点迹形成和能聚技术 帧间滤波技术 机动目标跟踪技术 相控阵雷达的波束调度与跟踪技术 多雷达点迹融合技术 雷达信息显示与控制一体化技术 雷达数据处理系统设计技术 （1）点迹形成和能聚技术 将一次扫描获得的单个目标的多个点迹凝聚成一个点迹，输出一组点迹数据供航迹关联和更新。 点迹形成技术主要是估计目标方位、距离等参数，给出目标环境、录取时间、方位宽度、幅度和多普勒频率等。 凝聚技术把单个目标形成的多个点迹按一定算法和步骤合并成一个点迹。 （2）帧间滤波技术 多帧图像进行处理，根据杂波剩余与目标回波的不同特性，实现滤除杂波剩余，提取运动目标。 帧间滤波利用目标的运动特征、位移的相对均匀性和目标点迹信息，区别杂波剩余和干扰。 （3）机动目标跟踪技术 机动目标跟踪算法中，研究机动目标的运动模型、较低发现概率条件下的相关处理、机动丢点情况下的稳定跟踪、存在测量误差条件下航向和航速估计、干扰和剩余角度情况下可靠跟踪等问题。 （4）相控阵雷达的波束调度和跟踪技术 通过波束调度，对重点目标和监测区域分配更多的扫描时间和能量资源。 跟踪处理中，要求对扫描获取的点迹数据及时关