某阵列雷达信号处理

某阵列雷达信号处理题目要求某阵列雷达位包括20个天线单元的等距线阵（水平位置），天线间隔0.65m，波长为1.25m。采用LFM信号，调频带宽B=800kHz，脉冲宽度Te=400us）；雷达为三变T，脉冲重复周期分别为[4100，4300,4500]us。对基带复信号的采样时钟为1us。在一个波位发射的脉冲数为12。假设两个目标的距离分别为80km和200km，速度分别为300m/s和200m/s，方位分别为0°和1°（相对于阵列的法线方向），信噪比均为-10dB。在100km内均存在地杂波，杂波的速度谱宽为0.42m/s，杂噪比为60dB。该雷达的信号处理流程如下图所示，对回波信号一次进行DBF、脉压、MTI、非相干积累CFAR等处理。处理步骤程序中使用到数据文件：radar_data.mat，为三维数组3000×20×12，3000为距离单元，20为天线单元数，12为一个波位的脉冲数。接下来要对数据依次进行DBF、脉压、MTI、CFAR等处理。1.首先给出第一个PRT内的时域回波信号，可以看出到前面1000点左右的距离门都有明显的杂波。然后给出波束指向为0°时的DBF处理结果，采用泰勒窗进行加权，程序中控制加权的旁瓣电平为-30dB满足题目要求。01000200030006080100120140160180RangeGateAmplitude/dBDBFresulton0degreeDBF通道1通道2通道20...脉压MTI非相干积累检测0100020003000406080100120140160RangeGateAmplitude/dBEchointimezone2.下图给出脉压后的原始视频，要求副瓣-35dB。（LFM信号:B=800KHz，Te=420us）程序中控制所加的泰勒窗旁瓣电平为-36dB，脉压过后取出了前暂态点，得到右下方的脉压结果。可以看出前面很大一部分脉压后由于杂波的影响，使得我们难以辨认目标，因而仅靠脉压是不够的，需要进行进一步的杂波抑制和积累的手段来提取目标信息。3.设计四/六脉冲MTI滤波器，给出MTI后的原始视频，选择2个目标估算对杂波的改善因子。估计杂波的谱中心和谱宽。（雷达为三变T：4114：4400：4686us）下面首先给出设计出来的四脉冲MTI滤波器的频谱。横坐标是相对于fr归一化的频率。左图是整体效果图，右图给出了0频出的凹陷效果，可以看出，杂波抑制可达-150dB具有很好的杂波抑制效果。下面就利用以上设计出来的MTI滤波器进行杂波抑制，给出MTI后的信号时域波形，如下图所示，结合表格数据，可以看出MTI后目标回波被明显化，同时杂波收到很大的抑制。-101234-200-150-100-50050f/frdBT1:T2:T3T2:T3:T1T3:T1:T200.050.1-150-100-500f/frdBT1:T2:T3T2:T3:T1T3:T1:T2010002000300080100120140160RangeGateAmplitude/dBpulsecompressionresult05001000150020002500300050100150200RangeGateAmplitude/dBMTIresultX:505Y:168X:832Y:155.7距离单元脉压后(dB)MTI后(dB)改善因子dB)目标1505160.216813.736612.0366目标2832149.6155.7杂波区0~400143.3769137.44034.对MTI后的原始视频进行非相干积累、CFAR处理，给出非相干积累后的原始视频和CFAR的噪声电平估计值。下面给出MTI非相干积累的原始视频和CA-CFAR处理时的检测门限图，右图是左图的局部放大，可以看出两个目标被检测出来。5.估算DBF、脉压、MTI、非相干积累后噪声的功率，脉压、MTI、非相干积累后目标回波信号的功率，及其SNR。（选择1~2个目标）距离单元DBF后(dB)脉压后(dB)MTI后(dB)非相干积累后(dB)目标1505160.2168187.40100020003000150160170180190RangeGateAmplitude/dBCA-CFARoutputinputthreashold500600700800900150160170180RangeGateAmplitude/dBCA-CFARoutputinputthreashold噪声2501~280052.707267.074667.478577.0209SNR93.1254100.5215110.3791至此，阵列雷达信号处理完毕。致谢很荣幸能听到李老师的讲课。陈老师眼界开阔，学识渊博，经验丰富，同时态度始终和蔼可亲，很有学者风范。其次，我深深的被李老师负责任的教学态度所打动，陈老师您始终以我们学习，理解和掌握知识为目的，让我们很受启发，我们都从心底敬佩感激您这样以为不辞艰辛为学生着想的教师。最后，再次感谢李老师，希望以后还能有更多的机会向您学习！