9第六章(信号处理2)

XIDIAN University雷达系统仿真与性能评估2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P2第一章：系统仿真技术；第二章：雷达发射机建模与仿真；第三章：雷达天线建模与仿真；第四章：雷达接收机建模与仿真；第五章：雷达回波建模与仿真；2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P3第六章：雷达信号处理建模与仿真；——参数估计第七章：雷达数据处理建模与仿真；第八章：雷达系统建模与性能评估；2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P4雷达信号处理建模与仿真－参数估计雷达信号处理的两大任务：目标检测目标参数估计确定回波信号中是否存在期望目标的回波信号从回波信号中提取期望目标的距离、角度、速度和影像等信息2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P5雷达信号处理建模与仿真－参数估计雷达目标参数估计：匹配滤波（脉冲压缩）雷达接收机脉冲积累杂波抑制恒虚警检测（CFAR）目标测距目标测速目标测角目标成像2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P6雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标距离测量：脉冲延迟测距法tΔ2Rct=⋅Δ2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P7雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标距离测量：脉冲延迟测距法FFT2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P8雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标距离测量：脉冲延迟测距法采样误差插值细化提高采样率（避免目标回波信杂比损失）2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P9雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标距离测量：脉冲延迟测距法测距模糊‐165123412‐1‐2‐3‐4tΔt′Δ2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P10雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标距离测量：脉冲延迟测距法解测距模糊－正交发射‐165123412‐1‐2‐3‐41()st2()st3()st4()st5()st6()st1()st−*()()0;mnststdtmn∞−∞⋅=≠∫2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P11雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标距离测量：脉冲延迟测距法解测距模糊——PRF参差651212‐1‐2‐365412‐1‐2‐3321341tΔ2tΔ112222rrtcTtcRkRTk⎧Δ=−⋅⎪⎪⎨⎪Δ=−⋅⎪⎩1rT2rT12rrTT2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P12雷达信号处理建模与仿真－参数估计雷达目标参数估计：匹配滤波（脉冲压缩）雷达接收机脉冲积累杂波抑制恒虚警检测（CFAR）目标测距目标测速目标测角目标成像2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P13雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标速度测量：目标距离微分法1321R2RrdRvdt=21rrRRvT−=可靠性较差实现简单2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P14雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标速度测量：多普勒测频法[][]()exp22()exp22(0)exp22ccrjFRtcjFRcjvtπππλ⎡⎤−⋅=−⋅⋅⋅⋅⎢⎥⎣⎦af脉冲体制－多普勒滤波rv容易出现多普勒模糊可靠性较高2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P15雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标速度测量：多普勒测频法脉冲体制－多普勒滤波匹配滤波MTI多普勒滤波器组1f2fKf1f2fKfafmf1mf+频谱细化增加相干处理的脉冲数2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P16雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标速度测量：多普勒测频法脉冲体制－多普勒模糊1f2fKfafmf1mf+2rF−2rF高PRF低PRF多普勒模糊02011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P17雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标速度测量：多普勒测频法脉冲体制－解多普勒模糊1f2fKfaf2rF−2rFaf′af距离微分辅助解多普勒模糊21rrRRvT−=()2rrkroundvFλ⎡⎤=⋅⎢⎥⎣⎦aarffkF′=+⋅22rrvFλΔ02011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P18雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标速度测量：多普勒测频法脉冲体制－解多普勒模糊af12rF−12rFaf′af变PRF解多普勒模糊af22rF−22rFaf′′af{}12121122,,argminararkkkkfkFfkF⎡⎤⎡⎤′′′=+⋅−+⋅⎣⎦⎣⎦002011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P19雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标速度测量：多普勒测频法单频连续波体制－傅立叶变换测多普勒频移2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P20雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标速度测量：多普勒测频法调频连续波体制－正负调频同时测距、测多普勒频移t()ftdKfτ−Δ⋅+dKfτΔ⋅+()ftt02B2B−τΔ2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P21雷达信号处理建模与仿真－参数估计雷达目标参数估计：匹配滤波（脉冲压缩）雷达接收机脉冲积累杂波抑制恒虚警检测（CFAR）目标测距目标测速目标测角目标成像2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P22比幅单脉冲测角原理雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标角度测量：2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P23比幅单脉冲测角雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标角度测量：1Bθ2Bθsθ()1θsF()2θsFsθ()θΔsF+−sθ()θΣsF()()()sssFFFθθθΔΣ=()()()12θθθΣ=+sssFFF()()()12θθθΔ=−sssFFF2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P24比幅单脉冲测角雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标角度测量：2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P25比相单脉冲测角原理雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标角度测量：θAB()exp2sinABEEjdπθλ=⋅−{}*arcsin2ABangleEEdθλπ⎡⎤=⋅⋅⎢⎥⎣⎦2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P26比相单脉冲测角雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标角度测量：2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P27角闪烁雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标角度测量：ABΔΣΔΣθtΔΣΔΣθt2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P28超分辨测角雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标角度测量：()()()()1piiiirttaNtρθ==+∑多重信号分类法、旋转不变法、最大似然法()()22sin1sin1ddjjNaeeππθθλλθ−⎡⎤=⎢⎥⎣⎦2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P29雷达信号处理建模与仿真－参数估计雷达目标参数估计：匹配滤波（脉冲压缩）雷达接收机脉冲积累杂波抑制恒虚警检测（CFAR）目标测距目标测速目标测角目标成像2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P30雷达信号处理建模与仿真－参数估计目标成像：目标分类、识别目标影像一维距离像二维像2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P31雷达信号处理建模与仿真－雷达检测一维距离像：501001502000400800120016002011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P32雷达信号处理建模与仿真－雷达检测二维成像：运动目标ISAR成像地面静止目标SAR成像运动目标ISAR成像距离向方位向afaf−df2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P33雷达信号处理建模与仿真－雷达检测二维成像：运动目标ISAR成像信号处理流程2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P34雷达信号处理建模与仿真－雷达检测二维成像：运动目标ISAR成像运动目标ISAR成像204060801001201020304050607080901001102011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P35雷达信号处理建模与仿真－雷达检测二维成像：地面静止目标合成孔径成像距离向ABCSD2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P36雷达信号处理建模与仿真－雷达检测二维成像：地面静止目标SAR成像信号处理流程FFT距离⊗脉压匹配函数线性相位函数原始数据FFT方位图像SARIFFT方位⊗IFFT距离方位匹配函数2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P37雷达信号处理建模与仿真－雷达检测二维成像：地面静止目标SAR成像信号处理流程()()2exprrrHfjfKπ=()exp22crjfRkTcπ−⋅⋅⎡⎤⎣⎦()()()220200rrrRkTRVkTRVkTR⋅=+⋅⋅≈+⋅⋅≈≈BWθBRXo≈()()2expaaaaHfjfKπ=202aKVRλ=−⋅2011/12/20雷达信号处理国家重点实验室P38雷达信号处理建模与仿真－雷达检测