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雷达系统中的信号处理技术 通信1201班 目 录 Contents 一 二 四 三 雷达系统概述 雷达信号处理的主要内容 雷达系统信号处理关键技术及分析 结语 1 雷达系统概述 目 录 Contents 主要内容 关键技术 小结 一、雷达系统概述 雷达是Radar（Radio Detection And Ranging）的音译词，意为“无线电检测和测距”，即利用无线电波来检测目标并测定目标的位置，这也是雷达设备在最初阶段的功能。雷达的任务就是测量目标的距离、方位和仰角，还包括目标的速度，以及从目标回波中获取更多有关目标的信息。 2 雷达系统概述 目 录 Contents 主要内容 关键技术 小结 雷达系统概述 3 典型的雷达系统如图1，它主要由雷达发射机、天线、雷达接收机、收发转换开关、信号处理机、数据处理机、终端显示等设备组成。 雷达系统概述 目 录 Contents 主要内容 关键技术 小结 4 雷达发射机产生符合要求的雷达波形，然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去，遇到目标后，电磁波一部分反射，经接收天线和收发开关由雷达接收机接收，然后对雷达回波信号依次进行信号处理、数据处理，就可以获知目标的相关信息。 雷达信号处理的流程如下： 雷达系统概述 雷达系统概述 目 录 Contents 主要内容 关键技术 小结 二、雷达信号处理的主要内容 雷达信号处理是雷达系统的主要组成部分。信号处理消除不需要的杂波，通过所需要的目标信号，并提取目标信息。内容包括雷达信号处理的几个主要部分：正交采样、脉冲压缩、MTD和恒虚警检测。 5 雷达系统概述 目 录 Contents 主要内容 关键技术 小结 三、雷达系统信号处理 关键技术及分析 6 雷达系统概述 目 录 Contents 主要内容 关键技术 小结 雷达系统信号处理关键技术 数字正交相干检波 脉冲压缩技术 动目标检测MTD 恒虚警检测CFAR 7 1 2 3 4 雷达系统概述 目 录 Contents 主要内容 关键技术 小结 8 数字正交相干检波 镜频抑制比高 体积小 一致性好 相干检波技术的优点 信号的有用频谱不发生混叠 恢复得到正确的I/Q信号 广泛的应用 雷达系统概述 目 录 Contents 主要内容 关键技术 小结 9 正交双通道处理就是中频回波信号经过两个相似的支路分别处理，其差别仅是其基准的相参电压相位差90°，这两路称为： 同相支路(Inphase Channel)——I支路 正交支路(Quadrature Channel)——Q支路 正交双通道处理的优点(相对于单通道处理)： ? （1）可区分± ?，以确定目标相对运动方向； （2） 能消除盲相（单通道MTI时目标多普勒信号的相位取样对消导致零输出）。 数字正交相干检波 雷达系统概述 目 录 Contents 主要内容 关键技术 小结 10 雷达脉冲压缩技术 现代雷达为了提高雷达发射机平均功率，往往采取了时宽很宽的发射脉冲，脉宽甚至达到了若干毫秒。由雷达的模糊函数的概念可知，雷达的距离分辨率和发射信号的有效带宽成反比，为了能达到要求的距离分辨力，必须提高发射信号的有效带宽，常用的方法是采用脉冲压缩处理方式。 雷达系统概述 目 录 Contents 主要内容 关键技术 小结 11 雷达脉冲压缩技术 作用距离远 高测距 高测速精度 雷达脉冲压缩技术的优点 采用脉冲压缩技术的雷达发射端可以采用不同的调制波形，接收端采用不同的匹配滤波器，从而减少了雷达之间的相互干扰。 好的距离、速度分辨率 雷达系统概述 目 录 Contents 主要内容 关键技术 小结 12 雷达脉冲压缩技术 脉冲压缩有基于时域相关法、频域FFT法两种方式 1、采用频域算法的优点是大时宽信号时间可采用高效FFT算法，大大减少运算量 2、采用时域匹配滤波法，等效于求离散接受信号与发射波形理算样本之间的负相关运算，这种方法在压缩比较小时，电路简单，实现方便。 雷达系统概述 目 录 Contents 主要内容 关键技术 小结 13 雷达脉冲压缩技术 脉冲压缩的程度用脉冲压缩系数D表示，它定义为： D即压缩后的脉冲宽度τ比发射脉冲宽度τ0缩小的倍数，亦称脉压比。它是衡量脉压处理的主要技术指标之一。 雷达系统概述 目 录 Contents 主要内容 关键技术 小结 14 MTD也就是一种相参积累和多普勒滤波的结合，相干积累的目的为： MTD利用了回波脉冲串的相参性进行相参积累。N个相邻的多普勒滤波器组的实现是由N个输出的横向滤波器（N个脉冲和N-1根迟延线）经过各脉冲不同的加权并求和后形成的。 动目标检测MTD 2、减小目标RCS起伏对目标检测的影响。 1、集中多个