章运动目标检测及测速.pptx

第八章运动目标检测及测速

§8.1多卜勒效应及其在雷达中的应用1842年，多卜勒发现多普勒现象§8.1.1多卜勒效应1930年，多普勒规律应用于电磁波范围分析假定目标为点目标尺寸远小于雷达分辨单元

雷达发射连续波时的多普勒效应发射信号：回波：目标固定不动时目标以匀速vr运动时

发射频率：f0接收频率：f0+fd运动目标v多普勒频率线速度径向速度?fd大小与径向速度有关fd正负与运动方向有关

例.设雷达工作波长为10cm，目标径向速度为300m/s，求回波信号的多普勒频移。采用差拍法提取多普勒频移如何提取fd

连续波多卜勒雷达连续波发射机放大器相位检波器多卜勒滤波器和放大器指示器产生发射信号收发信号差频比较发射耦合信号与回波信号的合成电压实质：利用相位检波器输出发射信号与接收信号中的差拍频率电压§8.1.2多卜勒信息的提取

u0ur相检器输出t0tuΣ相检器输出固定目标匀速目标为常数?相检器输入φ为u0与ur的相位差

?0??02?0?d??0﹣?d?0﹢?d?dmax?d?滤波器频率特性信号频谱变化图连续波发射机放大器相位检波器多卜勒滤波器和放大器指示器?0?0?0?d?0?0+?d??0-?d

脉冲工作时的多卜勒效应思考：脉冲工作时与连续波工作时的相同点和不同点功率放大器接收机脉冲调制器连续振荡器显示系统

连续振荡t回波(固定)t脉冲发射t回波(运动)t相位检波(固定)t2R0C2R0-△RC相位检波(运动)t

运动目标：UrUkU∑inτTr相检器输出t0Ur1Ur2Uk△?相检器输出t0cos(ωdt﹣?0)固定目标：U∑in相邻重复周期多普勒频率形成的相位差脉冲的包络相当于连续波输出的采样??

固定目标：运动目标：输出为包络调制脉冲串，包络调制频率为多卜勒频率检波输出为等幅脉冲串检波器输出相位检波隔直流输出

相邻PRI动目标回波时延差相邻重复周期延迟时间变化小相邻重复周期高频相位变化大??相邻PRI动目标回波高频相位差?同等条件下，利用高频相位差检测动目标灵敏度更高

§8.1.3盲速和频闪盲速从采样上看，所有采样都发生在正弦波的同一相位点上此时：原因：目标具有径向速度vr，但其回波经过相位检波器后输出为一串等幅脉冲，vr为盲速。Ur2Ur1Uk△?U∑

频闪完全没有多值的测量为：Ur2Ur1Uk△?U∑或速度测量有多值性现象：原因：脉冲工作状态是对连续波工作的采样，取样后的波形和频谱都会发生变化。?相检器输出：相邻脉冲相差：

Ur1Ur22πUkωdFd=0fd=frτTrFdfdtτTrfdFdtUr2Ur1Δ?Uk盲速与频闪的矢量图及波形图分析Fdfd0fr2fr

第二节MTI雷达工作原理及组成§8.2.1基本工作原理相参电压获取固定杂波消除关键

§8.2.2获得相参振荡电压的方法中频全相参动目标显示

§8.2.3消除固定目标回波相位检波器的输出消除固定回波的方法频谱抑制法对消法滤波器组，每个滤波单元抑制其中一个nfr相邻重复周期信号相减，固定目标由于振幅不变而相互抵消；动目标相减后剩下相邻重复周期振幅变化的部分作为输出。固定目标回波和运动目标回波均会形成输出

相消设备特性时域观点延时Tr包络振幅相消器输出

相消器输出相消设备输出响应盲速盲速对动目标具有最佳响应

频域观点

数字相消器采样保持电路模数转换电路数字延迟线相减器数模转换电路相干视频延迟数字信号相消视频输出

习题

第三节盲速盲相的影响及其解决途径盲速及消除盲速的方法§8.3.1盲速n=1时为第一盲速第一盲速——重复周期内目标走过的距离为半个波长

测速模糊和测距模糊的关系例：测速模糊与测距模糊矛盾最大单值不模糊距离参差重复频率解测速模糊

§8.3.2盲相点盲相和连续盲相由相位检波器特性所引起，减弱雷达对运动目标的检测能力。基准电压方向相检器输出对消输出点盲相

差矢量连续盲相后果：可能使得在某次天线扫描时丢失在强杂波背景下的运动目标。解决办法：改进相位检波器的特性解决盲相问题（早期）使用矢量对消器解决盲相问题(现代)连续盲相

中频对消思路：直接取出反射回波的差矢量，避免盲相和回波振幅的多普勒调制.相参中频信号，相邻重复周期的动目标回波可分别写为中频对消器输出电压振幅

正交双通道处理零中频处理

零中频处理的理论分析中频实信号相参电压单路相位检波低通滤波

正交双通道处理单路相位检波的缺点fd正负无法判断

正交双通道处理等效频谱

习题

第四节回波和杂波的频谱

及目标显示滤波器作用：了解运动目标回波和杂波在频谱结构上的区别，以达到抑制固定杂波、显示运动目标回波的目的。