雷达信号处理电子教案第七讲动目标检测.ppt

白化滤波器频率特性应为有色杂波加噪声谱的倒数，在实现上有几种近似方法： A) MTI对地杂波近似白化； B) 速度自适应MTI，对运动杂波近似白化； C) MTI + 速度自适应 MTI，对地杂波和运动杂波同时实现近似白化； D) 最大熵谱估计 AMTI，理想白化。 可见MTD可以看成白化滤波器（具有平均改善因子IMTI）和相干积累器（多普勒滤波器组）的级联。 白化滤波IMTI 多普勒滤波器组GC 由文献知，最佳 应为： 干扰协方差阵的逆 信号的复共轭 具有最佳加权的MTD就是有色噪声中的最佳检测器。 由于 和 都是 的函数，当 在 中均匀分布时，该最佳处理器的平均改善因子为： 例：杂波谱为高斯形 可用数值计算出不同 和 N 时的 2 3 4 6 9 16 7.5 14 18 25 32.5 40 当： 时 二. 理想白化滤波器级联滤波器组的改善因子 白化滤波器Hw(f) 滤波器组 令杂波功率谱为 Sc(f)，则理想 Hw(f) 应为 Sc(f) 的倒谱 或： 这里： Sc(f) 是杂波功率谱 (采样前，f 是从 内扩展的) 相当于把杂波功率折叠到 内。 ，j 取整数 白化滤波器平均归一化对消比： （杂波抑制比）×（噪声增益） 又： 令 则： 后接滤波器组在理想情况下为一相干积累器（即矩形窗加权，且目标 fd 正好处于某滤波器通带中央），相干积累增益为： 所以系统改善因子： 例：杂波功率谱 计算列表如下： σc T 0.07 0.08 0.10 0.12 0.14 0.20 CAV(dB) 85.2 61.0 33.5 19.4 11.6 2.8 而 这是系统改善因子上界； 当非矩形窗加权时会有 S/N 损失，当 fd 不处于滤波器中央时，应算平均相参积累增益，也会有损失。 三. 实际 MTD 系统的改善因子 非理想白化 非矩形窗加权 实际系统为一个 2 脉冲或 3 脉冲 MTI 级联加权滤波器组。 令：对消器传递函数和第 i 个滤波器传递函数的合成为： 对 而言，归一化对消比为： 实际 ISIR 理想 ISIR （杂波抑制比）×（噪声增益） 实际MTI加滤波器组的结构形式 则： 由： 如已知 和 ，则可求得 相干积累增益为 因此， 则： ，N 为滤波器数 第七讲 动目标检测器（MTD） MTD滤波器组示意图 白噪声中的匹配滤波器示意图 色噪声中的最佳接收机结构示意图 第七讲 动目标检测器（MTD） §1. MTD的原理 1) 有色噪声中最佳接收理论 其中， ——白化滤波器 ——信号匹配滤波器 2) 白化滤波器的实现 3) 匹配滤波器 目标 fd 从 0－fr 均匀分布，所以设置多普勒滤波器组来近似实现匹配滤波；可用 FIR 或 FFT 来实现。 4) 频域CFAR和选大 在每一多普勒滤波器通道输出设置CFAR电路；各通道过 CFAR 门限的信号相互比大，取最大值作为 MTD 输出值。 §2. 成组处理MTD——BMTD 一. CPI： 天线扫过一个点目标时在方位上的相继回波数，称为击中数 H。 CPI —— 相参处理间隔是BMTD中组的大小。若一个CPI内的回波数为 m，应保证： 这里 （整数） 所以 BMTD 的定义为：将一个 CPI 中的回波结合为一组，来进行 MTD 处理。 *波束中的回波应分为至少 2 个CPI，才能保证至少一个CPI中包含了全部目标信息，否则会导致 S/N 下降，降低检测性能。 例：击中数 H＝32 时， m＝16 (个)。 这是最大值 CPI内脉冲数目的选择问题 二. 乒乓存储器： 为了实时进行成组处理，必须首先将一个 CPI 中的全部回波数据存储起来，当该 CPI 数据全部存完后（乒存储器存满后），则取出来沿距离间隔顺序处理，与此同时，对下一个 CPI 的回波数据进行存储（存入乓存储器） CPI数据的乒乓存储 乒乓存储器容量： 设：CPI = m 距离间隔 = n A/D字长 ＝ b bits 则：Z = 2 × m × n × b × 2 = 4mnb bits | 乒乓 | I, Q 例：CPI = 64 = m,n = 1024,b = 12 bits, 则：Z = 4×64×1024×12 = 384 Kbytes 三. 多普