雷达信号分析与处理第七章

顾陈雷达信号分析与处理第七章相干脉冲串7.1概述7.2均匀脉冲串的频谱7.3均匀脉冲串的模糊函数7.4均匀脉冲串的性能7.5均匀脉冲串的处理方法7.6其它形式脉冲串信号2雷达信号分析与处理第七章相干脉冲串7.1相干脉冲串信号一、概述一定分布范围内除主峰外无体积。相干脉冲串信号：子脉冲高频相位有特定关系。特点：保留了脉冲信号高距离分辨力的特点，又有连续波信号的速度分辨性能；可控参数多，且灵活可控，便于作为自适应控制信号；在不减小B的前提下，靠增加N来增加T，其模糊图通过编码等技术几乎可以做成任意形式。3雷达信号分析与处理(,)0),(第七章相干脉冲串二、定义均匀脉冲串信号：脉冲串中子脉冲的幅度恒定，子脉冲的重复周期和宽度也恒定的脉冲串信号。均匀脉冲串信号的视频信号波形均匀脉冲串信号的高频波形4雷达信号分析与处理rTN12…T11110011()()()()NNrrinttiTttnTNN110()0tTTt其它trTNT1TrTN)1(0f)(ts第七章相干脉冲串7.2均匀脉冲串信号的频谱均匀脉冲串信号的频谱：5雷达信号分析与处理(1)()sin()()sin()sin()sin()sin()rrjfNTTrrjfNTTrNfTTfcfTeNfTTcfTNcNfTeN21101()()rjfnTNnffeNfTjefTcTf)(sin)(11101()()()NrntttnTN第七章相干脉冲串均匀脉冲串信号的幅谱结论：①梳齿形状，齿形状，齿包络；②频谱宽度；③B、独立选取；④齿距为，齿宽为。6雷达信号分析与处理1BT1rT2rNT-15-10-5051015-0.2-0.100.10.20.30.40.50.60.70.8T1T1()f)(sinrNfTcrNT1)(1frT10sin()rcNfTsin()cfT第七章相干脉冲串7.3均匀脉冲串信号的模糊函数一、模糊函数根据模糊函数的性质，得均匀脉冲串信号的模糊函数：7雷达信号分析与处理11221101(,)(,)rrNNPjPTjmTrPmePTeN1121001(,)rNNPjnTrPnPTeN110()()NnntctnTmNiiTjmiiNmmNiiTjmiiNmmTjeccmTeccmTe102*101102*1112,,,1101()()NrittiTN第七章相干脉冲串均匀脉冲串信号的模糊函数为：子脉冲模糊函数为：结论：由在延迟轴上的一系列P取不同值的子脉冲模糊函数被因子加权后组成的。加权因子决定了模糊函数在平面上的分布情况。8雷达信号分析与处理1(1)1(1)sin()1(,)(,)sinrNrjNPTrPNrNPTPTeNT11(1)sin()1(,)(,)sinNrrPNrNPTPTNT1sin()(,)()0prprrprprpTPTTPTPTTPTTPTT其它第七章相干脉冲串9雷达信号分析与处理rNTrT(,)第七章相干脉冲串10雷达信号分析与处理rNTrT第七章相干脉冲串11雷达信号分析与处理第七章相干脉冲串12雷达信号分析与处理rNTrT1rNTrTT1rT第七章相干脉冲串模糊函数的特点：1.模糊图的体积是分散的集中到平行多普勒轴的带条内，在每个带条内都由规律的排列着许多尖峰（板钉型）2.模糊图的分布范围：时间轴为-NTr到NTr，在每个Tr上沿多普勒轴有带条出现，带条和带条之间有空白带条（没体积），空白带条不产生“自身杂波”，空白带条的宽度为Tr-2T；多普勒轴到，体积沿多普勒轴分布，无空白体积，受加权因子加权分布。3.有体积带条的宽度为子脉冲宽度的两倍2T，带条数目为2N-1个。4.在每个有体积的带条内，都存在许多速度（多普勒）模糊瓣，模糊瓣之间的距离为。在模糊瓣之间又存在多普勒小旁瓣，最小旁瓣的最大值（或最小旁瓣）出现在，这些小旁瓣构成了带条内的“自身杂波”。13雷达信号分析与处理1rT12rT第七章相干脉冲串二、模糊函数的切割1切割结论：①p=0，中心条由N个迭加而成；②p≠0,其它带条迭加数目按减少；③N1，随p慢变。14雷达信号分析与处理11(1)(,0)(,0)()NrPNNPPTN01(,0)()Np()Np第七章相干脉冲串2、切割结论：各带条中的模糊瓣幅值随p的变化规律受因子加权，与时变化规律相同。15雷达信号分析与处理0[]Np11(1)(,)(,)()NrPNrrNPKKPTTTNrKTrNTrT(,)第七章相干脉冲串3、令（中心带条）16雷达信号分析与处理0,0p1sin1(0,)0,sin1sin()sin()rrrNTNTcTNcNTN)(sinTc)(sinNTcr),0(0rT1rT2rT2rT1T1T1第七章相干脉冲串结论：①有1/T范围内，有Tr/T个速度模糊瓣；②速度模糊瓣之间距离为1/Tr，模糊瓣宽度为1/NTr；③模糊瓣的幅度受加权。④速度模糊瓣之间的多普勒旁瓣最小点在处，幅值为模糊瓣幅值的）。17雷达信号分析与处理1Nsin()cT12rT第七章相干脉冲串4、加权因子与无关结论：①各带条的切割除幅值与中心带条不同，外貌相同。②随着p的增加〔即远离中心带条〕，带条中速度模糊瓣的宽度要增加，增加的规律是；③在每个带条内的多卜勒旁瓣数目是不同的，随着p的增加而逐渐减小，其减小的规律是；④在离中心带条最远的带条内，由于模糊瓣的加宽，使模糊瓣彼此重迭，因而就不出现分裂现象；⑤N1,理想板钉形。18雷达信号分析与处理sin()sinrrNpTT1(1)1(1)sin()1(,)(,)sinrNrjNPTrPNrNPTPTeNT,0rkTp1[]rNpT[2]Np第七章相干脉冲串7.4均匀脉冲串信号的性能具有窄脉冲信号距离分辨力好，测距精度高的特点；又具有连续波信号速度分辨力好，测速精度高的特点。一、距离分辨力、速度分辨力二、测距精度、测速精度增大Tr可提高速度分辨力和测速精度，又可增大不模糊测距范围，但会减小不模糊测速范围。反之亦然。因此，Tr在不模糊测距、测速范围上折衷！19雷达信号分析与处理312eeWWT单erTNT22002=BT单2222233rrNTNTTT单ereTNTTT单第七章相干脉冲串20雷达信号分析与处理rNTrT1rNTrTT1rT第七章相干脉冲串1、MTI/MTD雷达在杂波背景中检测运动目标，不测速，距离不模糊，选择大Tr。2、PD雷达在杂波背景中检测运动目标，要测速（分辨力和精度），速度不模糊，存在距离模糊，选择小Tr。当Tr选定后，距离分辨力、速度分辨力、测距精度、测速精度可通过选择合适的T和N来达到。例：如何选取N、Tr、T？21雷达信号分析与处理4902,10/,10,0.1,3RRKmVmsfHzAusAKHz382221013.3310rRTusC012RrVfTC84931015221010rRoCTusVf20.13ATus0.15Tus13rAKHzNT14rTus3123.8310rNT第七章相干脉冲串7.5均匀脉冲串信号的处理一、匹配滤波器特性22雷达信号分析与处理[(1)]*()sin()sin()rjfNTTrTufcfTNcNfTeN0022[(1)]sin()()sin()sinrjftjftjfNTTrrNfTTHffecfTeeNfTrTNt)1(0(1)12sin()()sin()sin()()()rjfNTjfTrrTNfTHfcfTeeNfTHfHf)(1)(sin)(*11fNefTcNTfHfTjrTNfjrrefTfNTfH)1(2)sin()sin()(第七章相干脉冲串结论：均匀脉冲串信号所以能具有高的分辨力和高的测量精度，是匹配滤波器对全部个子脉冲处理的结果。均匀脉冲串信号多普勒测量精度和多普勒分辨力的改善要在个子脉冲同时处理后才能得到。23雷达信号分析与处理1(1)22022(1)sin()()sin()1rrrrNjfNTjfnTrnrjfTjNTfNTHfeefTee)(1fH输出输入)(2fHrTrTrT第七章相干脉冲串7.6其它脉冲串信号一、脉间编码脉冲串信号24雷达信号分析与处理1101()()NiritctiTN)(ttT0rT123N第七章相干脉冲串脉间编码脉冲串信号模糊函数脉间编码脉冲串信号自相关函数25雷达信号分析与处理11221101121001(,)(,)1(,)rrrNNmjmTjiTriimmiNNmjiTriimmiemTcceNmTcceN111111100011111010110(1)11(,0)(,0)(,0)1(,0)(,0)1(,0)NNmNNmriimriimmimiNmNNiimrrimmNmNiimrimNmTccmTccNNccmTmTNccmTN1112(1)1(,0)(,0)NrmNmTmN第七章相干脉冲串26雷达信号分析与处理第七章相干脉冲串二、频率步进脉冲串信号1、无调制27雷达信号分析与处理1101()exp(2)NriittiTjftNififTrTrTtffNf)1(0ff20ff00fT0rTrTN)1(rT2第七章相干脉冲串非调制步进脉冲串信号的模糊函数28雷达信号分析与处理11(1)1(1)1(,)(,)sin()())sin())sin()())1sin())sin()NrpNrrrrNrrrpNrrrpTpfNTNpfpTTfpTTNpfpTTTpTNTfpTTpfTpT()0rrpTTpfTpT其它第七章相干脉冲串29雷达信号分析与处理(,)TrNT第七章相干脉冲串30雷达信号分析与处理第七章相干脉冲串31雷达信号分析与处理第七章相干脉冲串非调制步进脉冲串信号的自相关函数32雷达信号分析与处理12sin(,0)1sin()=()()NfTNfRRT1()1RTT2sin()=sin()NfRTNf第七章相干脉冲串33雷达信号分析与处理12(),()RRTT(,0)()dB第七章相干脉冲串2、调频步进脉冲信号34雷达信号分析与处理ptrTrTtffNf)1(0ff20ff00fT0rTrTN)1(rT2B1101()exp(2)NriittiTjftN第七章相