脉冲多普勒雷达的总结

1、脉冲多普勒雷达的总结1、适用范围脉冲多普勒（PD）雷达是在动标显示雷达基础上发展起来的一种新型雷达 体制。这种雷达具有脉冲雳达的距离分辨力和连续波雳达的速度分辨力，有更强 的抑制杂波的能力，因而能在较强的杂波背景中分辨出动口标回波。2、PD雷达的定义及其特征（1）定义：PD雷达是一种利用多普勒效应检测目标信息的脉冲雷达。（2）特征：具有足够高的脉冲重复频率（简称PRF）,以致不论杂波或所观 测到的目标都没有速度模糊。 能实现对脉冲串频谱单根谱线的多普勒滤波，即频域滤波。 PRF很高，通常对所观测的目标产生距离模糊。3、PD雷达的分类图1 PD雷达的分类图 HTI雳达（低PRF）：测距清晰，测速

2、模糊 PD雷达（中PRF）：测距模糊，测速模糊，是机载雷达的最佳波形选择 PD雷达（高PRF）：测距模糊，测速清晰4、机载下视PD雷达的杂波谱分析机载下视PD雷达的地面杂波是山主瓣杂波、旁瓣杂波和高度线杂波所组成 的。多普勒中心频率变化范围特点主瓣杂波?為=人(必)=宁co磁2vk/A- -与天线主液東的宽度方向fi) 魏札速哎、发射倍号波K有 关旁瓣杂波九=明血f*2vgA 矽/360 为旳需达不运动时.旁1杂波与主杂波在频域上相砸台： 耳四需达迄动时.旁1杂波,j主“杂波辅:分布在不同的频域I-.高度线杂波/d=00=90。 机我卜ttPDIR达做平行Fife的运动 在零多仰勒频率处总有个

3、仪建的“杂波”无杂波区r/mb+Jt人侣十 COS屮T 恰为选捋洱达佑号能血地b捺液既不晅叠也不连接 其蒯J中不町能有览而杂波.RO枚机内部热噪声的部分5. PRF的选择(1) 高、中.低脉冲重复频率的选择 机载雷达在没有地朵波背景干扰的仰视情况下，通常采用低PRF加脉冲压 缩。 迎面攻击时高PRF优于中PRFo尾随时，在低空，中PRF优于高PRF ;在高 空，高PRF优于中PRFo 交替使用中、高PRF的方法，或者再加上在下视时釆用低PRF的方法，并 在低、中PRF时配合采用脉冲压缩技术，将是在所有工作条件下得到远距离探测 性能的最有效的方法。(2)高PRF时重复频率的选择 使迎面U标谱线不

4、落人旁瓣杂波区中：fr Jim产T 为了识别迎面和离去的LI标：A、当接收机单边带滤波器对主瓣杂波频率固定时:J r,B、半接收机单边带滤波器相对发射频率是固定时: max注：单边带滤波器的通带范圉应从兀(几仁,单边带滤波器的中心频率人 是固定的，但偏离齐 应为人噺/乙6、PD雷达的信号处理系统PD雷达的信号处理系统主要山单边带滤波器、主瓣杂波抑制滤波器、零多普 勒频率抑制滤波器、多普勒滤波器组、检波积累、转换器和门限等部分组成，下 面总结各组成部分的特点及其实现方法。(1) 单边带滤波器特点：带宽近似等于脉冲重复频率一般设置在中频；从回波频谱中只滤出单根谱线；避免了后面信号处理过程中可能产生

5、的频谱折叠效应；距离选通波门必须设在单边带滤波器之前； 要求带外抑制至少要大于60dB;实现方法：采用石英晶体滤波器（2）主瓣杂波抑制滤波器特点：比目标回波能量要高出60-80dB；主瓣杂波抑制滤波器的幅一频特性应是主瓣杂波频谱包络的倒数； 相当于一个口化滤波器，经过主瓣杂波抑制之后，后面的多普勒滤 波器可以按照白噪声中的匹配滤波理论来进行设计；实现方法：首先确定它的频率仏，用一个混频器先消除变化的九B,就可以用一个固定频率的滤波器将其滤除.确定主瓣杂波中心频率屁有两种方法:一种方法是利用频率跟踪；另一种是山天线指向和载机飞行速度计算出主瓣杂波应有的多普勒频移屁，直接 控制压控振荡器去产生/o

6、+/me的振荡濒率。（3）零多普勒频率抑制滤波器特点：用于高度杂波的滤除；同时抑制发射机直接进人到接收机的泄漏；实现方法：只需断开滤波器组中落人高度杂波区的那些子滤波器的输岀； 使用可防止检测高度线杂波专用的CFAR电路； 使用航迹消隐器除去最后输出的高度线杂波。（4）多普勒滤波器组特点：是覆盖预期的LI标多普勒频移范围的一组邻接的窄带滤波器；起到了实现速度分辨和精确测量的作用:可以设在中频，也可以设在视频；每个滤波器的带宽应设计得尽量与回波信号的谱线宽度相匹配。实现方法：模拟式（少用）数字式：FFT （多用） 近代模拟式：CT （多用） 注：所需滤波器的数目：启=N（5 ）转换器和门限（CF

7、AR）实现方法：参量法或非参量法7、PD雷达的数据处理系统及其实现方法PD雷达具有两种跟踪体制，即单口标跟踪和多LI标跟踪。前者采用类似常规 跟踪系统的角度、距离和速度跟踪伺服回路，后者采用边扫描边跟踪的方法。（1）单目标跟踪系统 角度跟踪系统：3、顺序波束序列的算法：波束行程、多波束行程b、单脉冲体制c. 合并通道技术 速度(多普勒频率)跟踪系统：锁频式和锁相式特点：a.锁相系统是测量多普勒频率的优选装置，其理论上的稳态测速误 差为0；b.对雷达设备的稳定性提岀了较高的要求；C、当系统的带宽一定时，锁相系统就存在最大可跟踪U标加速度的 限制，而在锁频系统中就无此限制。 距离跟踪系统：&、基本

8、原理与常规脉冲雷达相同；b、距离门用一个低频参考信号；c、跨过多个脉冲周期的跟踪可以用一个具有比一个脉冲周 期长的时间基准的距离跟踪器实现。(2) 四维分辨跟踪系统距离、速度、两个角度(方位角和俯仰角)等四个跟踪回路，就构成具有四 维分辨能力的跟踪系统。特点：a.角度上的分辨山角跟踪系统和波束宽度决定；b、距离上的分辨由距离跟踪系统和距离门的宽度决定；c、能在速度坐标即多普勒频率上分辨11标如果系统所用的窄带滤波器 的带宽小于20Hz,则可立即将这两个tl标分开；d、加了窄带滤波器，从而滤除了噪声，所以可以提高信噪比：e、具有很强的抗干扰能力。(3) 多目标跟踪系统特点：&、由多路接收通道实现

9、；b、在强杂波干扰环境下有常规雷达所无法比拟的优良性能。8、测距和测速模糊的解算(1) 定义测距模糊：同一距离读数可能对应儿个目标真实距离的现象。测速模糊：相差nf的口标多普勒频移会读做同样的多普勒频移，测量出的 一个速度可能对应儿种真实速度的这种现象。(2) 测距模糊的解算多重脉冲重复频率测距法(优)采用双重PRF所能达到的最大无模糊距离, III A和人2最大公约频率决定。连续改变脉冲重复频率测距法这种方法的原理是，发现H标后立即调整PRF,并且使tl标回波始终位于相 邻两个发射脉冲的中间，也就是保持LI标回波的延时与脉冲重复周期为(n十1/2)倍的关系。即目标距襪 射频调频测距法这种方法

10、用于脉冲多普勒雷达时，只是把连续变化的载频变成脉冲变化的。 载频调制周期对应于最大无模糊距离，为了消除测距模糊，它应该远大于脉冲重 复周期。目标的真实距离为：尺=滋，频率变化率是編特点：&、适用于单LI标跟踪，在多LI标环境下，需要增加大量的距离门；b、测量精度主要取决于频率变化率和多普勒滤波器组的分辨力；C、方法比较简单，而且获得数据迅速，因此适用于对LI标测距精度要 求不高的边扫描边跟踪雷达。 脉冲调制测距法脉冲调制测距法是通过改变发射脉冲的波形参数（幅度、宽度和位置），对接 收到的回波信号加以识别和计算处理来消除测距模糊的方法。口标无模糊距离 为：尺=*皿+越）Z是脉冲重复周期上是目标模糊距离所对应的回波延时（3）测速模糊的解算/d = Kfr + 血常用的方法是利用距离跟踪的粗略微分数据来消除测速模糊。无模糊多普勒频率 为：对应U标的无模糊相对速度为：9、影响PD雷达距离方程的主要因素当要求信噪比为S/N时作用距离R与R。的关系为:7S7N（1）发射脉冲遮挡效应特点：降低了回波有效宽度；当回波全部被发射脉冲挡住时，影响最严重，使作用距离降为0,称 为盲距；一般重复频率越高，发射脉冲越宽，