《雷達測速與測距》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、雷達測速與測距GZH2016/3/29系統(tǒng)流程圖模塊分析1脈沖壓縮1.1原理分析雷達的基本功能是利用目標(biāo)對電磁波的散射而發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，并測定目標(biāo)的空間位置。雷達分辨力是雷達的主要性能參數(shù)之一。所謂雷達分辨力是指在各種目標(biāo)環(huán)境下區(qū)分兩個或兩個以上的鄰近目標(biāo)的能力。一般說來目標(biāo)距離不同、方位角不同、高度不同以及速度不同等因素都可用來分辨目標(biāo)，而與信號波形緊密聯(lián)系的則是距離分辨力和速度(徑向)分辨力。兩個目標(biāo)在同一角度但處在不同距離上，其最小可區(qū)分的距離稱為距離分辨力，雷達的距離分辨力取決于信號帶寬。對于給定的雷達系統(tǒng)，可達到的距離分辨

2、力為δr=c2B（1.1）其中c為光速，B=?f為發(fā)射波形帶寬。雷達的速度分辨率可用速度分辨常數(shù)表征，信號在時域上的持續(xù)寬度越大，在頻域上的分辨率能力就越好，即速度分辨率越好。對于簡單的脈沖雷達，B=?f=1/τ，此處，τ為發(fā)射脈沖寬度。因此，對于簡單的脈沖雷達系統(tǒng)，將有δr=c2τ（1.2）在普通脈沖雷達中，由于信號的時寬帶寬積為一常數(shù)（約為1），因此不能兼顧距離分辨力和速度分辨力兩項指標(biāo)。雷達對目標(biāo)進行連續(xù)觀測的空域叫做雷達的探測范圍，也是雷達的重要性能數(shù)，它決定于雷達的最小可測距離和最大作用距離，仰角和方位角的探測范圍。

3、而發(fā)射功率的大小影響作用距離，功率大則作用距離大。發(fā)射功率分脈沖功率和平均功率。雷達在發(fā)射脈沖信號期間t內(nèi)所輸出的功率稱脈沖功率，用Pt表示；平均功率是指一個重復(fù)周期Tr內(nèi)發(fā)射機輸出功率的平均值，用Pav表示。它們的關(guān)系為Ptτ=PavTr（1.3）脈沖壓縮（PC）雷達體制在雷達脈沖峰值受限的情況下，通過發(fā)射寬脈沖而獲得高的發(fā)能量，以保證足夠的最大作用距離，而在接收時則采用相應(yīng)的脈沖壓縮法獲得窄脈沖，以提高距離分辨力，因而能較好地解決作用距離與分辨能力之間的矛盾。在脈沖壓縮系統(tǒng)中，發(fā)射波形往往在相位上或頻域上進行調(diào)制，接收時將

4、回波信號加以壓縮，使其等效帶寬B滿足B=?f?1/τ。令τ0=1/B,則δr=c2τ0（1.4）（1.4）式中，τ0表示經(jīng)脈沖壓縮后的有效脈寬。因此脈沖壓縮雷達可用寬度τ的發(fā)射脈沖來獲得相當(dāng)于發(fā)射有效寬度為τ0的簡單脈沖系統(tǒng)的距離分辨力。發(fā)射脈沖寬度τ跟系統(tǒng)有效（經(jīng)壓縮的）脈沖寬度τ0的比值便成為脈沖壓縮比，即D=ττ0（1.5）則D=B*τ（1.6）輸入信號形式為st=A*recttT*ej2πf0t+jμt22（1.7）其中recttT矩形函數(shù)，當(dāng)

5、tT

6、≤12時為1其他情況為0。實踐中st=recttT*ejμt22（1

7、.8）系統(tǒng)采用匹配濾波ht=s*(t0-t)（1.9）輸出為so(t)=h(t)?s(t)（1.10）1.2仿真結(jié)果雷達發(fā)射信號為LFM信號，脈沖寬度為Tp=10e-6，信號帶寬為B=4e6，脈沖重復(fù)周期為T=100e-6，因此脈沖占空比為0.1，采樣頻率為fs=5e6。時寬帶寬積為D=Tp*B。發(fā)射信號波形如下：圖1.1LFM信號時域波形和頻譜圖1.2chirp信號發(fā)射信號為16個脈沖，在經(jīng)過延時和加入噪聲后得到回波信號如下：圖1.3完整回波信號從圖中可看出，回波信號在每個脈沖重復(fù)周期中有3個脈沖，表示目標(biāo)個數(shù)為3。圖1.4

8、回波信號的一個周期在仿真過程中，給回波加入一定的高斯噪聲，使仿真更接近實際。圖1.5噪聲信號圖1.6一個周期回波信號加噪聲在接收到回波后，用Hamming窗進行濾波，然后再進行匹配濾波。這樣可濾除部分雜波信號。圖1.7（a）脈壓后輸出波形圖1.7（b）脈壓后輸出波形從圖中可明顯看到3個尖峰，每個尖峰代表一個目標(biāo)回波。2三脈沖非遞歸MTI2.1原理分析當(dāng)雜波和運動目標(biāo)回波在雷達顯示器上同時顯示時，會使目標(biāo)的觀察變得很困難。如果目標(biāo)處在強雜波背景內(nèi)，弱的目標(biāo)淹沒在強雜波中，特別是當(dāng)強雜波使接收機發(fā)生過載時，將很難發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。目標(biāo)回波

9、和雜波在時間域上難以區(qū)分，但由于目標(biāo)的速度遠大于背景的速度，目標(biāo)回波的多普勒頻移遠大于背景的多普勒頻移，從而可在頻域上區(qū)分目標(biāo)與雜波。動目標(biāo)顯示濾波器（MTI）利用運動目標(biāo)回波和雜波在頻譜上的區(qū)別，有效地抑制雜波而提取信號。在雷達上加裝MTI濾波器，大大的改善了雷達在強雜波背景中檢測運動目標(biāo)的能力。在相位檢波器輸出端，固定目標(biāo)的回波是一串振幅不變的脈沖，而運動目標(biāo)的回波是一串振幅調(diào)制的脈沖。在把回波信號送到終端顯示器前，必須先消除固定目標(biāo)回波。最直接的方法是將相鄰重復(fù)周期的回波信號相減，則固定目標(biāo)回波由于振幅不變而互相抵消，運

10、動目標(biāo)回波相減后剩下相鄰重復(fù)周期振幅變化的部分。傳統(tǒng)的MTI濾波器有兩種形式：非遞歸形和遞歸形。這里介紹非遞歸形。不帶反饋的濾波器稱為非遞歸型濾波器。下面以一次對消器為例進行說明。一次對消器，即二脈沖對消。其結(jié)構(gòu)圖如圖2.1（a），對消器的輸入X(z)相位檢波器的輸出信號。它