雷達原理_第八章運動目標檢測專業(yè)課件

1、第七章第七章 作業(yè)解答作業(yè)解答第七章第七章 作業(yè)解答作業(yè)解答第七章第七章 作業(yè)解答作業(yè)解答第七章第七章 作業(yè)解答作業(yè)解答第七章第七章 作業(yè)解答作業(yè)解答第七章第七章 作業(yè)解答作業(yè)解答第八章第八章 運動目標檢測運動目標檢測電話電話V網(wǎng)網(wǎng): 66286 西南科技大學國防科技學院西南科技大學國防科技學院黃傳波黃傳波角度測量角度測量u多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用u動目標顯示雷達的工作原理及主要組成動目標顯示雷達的工作原理及主要組成u盲速、盲速、 盲相的影響及其解決途徑盲相的影響及其解決途徑u 回波和雜波的頻譜及動目標顯示濾波器回波和雜波的頻譜及動目標

2、顯示濾波器u 動目標顯示雷達的工作質(zhì)量及質(zhì)量指標動目標顯示雷達的工作質(zhì)量及質(zhì)量指標u動目標檢測動目標檢測(MTD)u自適應動目標顯示系統(tǒng)自適應動目標顯示系統(tǒng)u速度測量速度測量 9、 人的價值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2022-2-102022-2-10Thursday, February 10, 202210、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2022-2-102022-2-102022-2-102/10/2022 9:53:32 PM11、人總是珍惜為得到。2022-2-102022-2-102022-2-10Feb-2210-Feb-2212、人亂于心，不寬余請。2022-2-102022-2

3、-102022-2-10Thursday, February 10, 202213、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。2022-2-102022-2-102022-2-102022-2-102/10/202214、抱最大的希望，作最大的努力。2022年2月10日星期四2022-2-102022-2-102022-2-1015、一個人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。2022年2月2022-2-102022-2-102022-2-102/10/202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022-2-102022-2-10February 10, 202217、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。20

4、22-2-102022-2-102022-2-102022-2-10MTDMTD濾波器組示意圖濾波器組示意圖9、 人的價值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2022-2-102022-2-10Thursday, February 10, 202210、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2022-2-102022-2-102022-2-102/10/2022 9:53:32 PM11、人總是珍惜為得到。2022-2-102022-2-102022-2-10Feb-2210-Feb-2212、人亂于心，不寬余請。2022-2-102022-2-102022-2-10Thursday, February 10,

5、 202213、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。2022-2-102022-2-102022-2-102022-2-102/10/202214、抱最大的希望，作最大的努力。2022年2月10日星期四2022-2-102022-2-102022-2-1015、一個人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。2022年2月2022-2-102022-2-102022-2-102/10/202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022-2-102022-2-10February 10, 202217、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。2022-2-102022-2-102022-2-102022-2-10

6、8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 8.1.1 多普勒效應多普勒效應 雷達發(fā)射連續(xù)波的情況雷達發(fā)射連續(xù)波的情況這時發(fā)射信號可表示為發(fā)射信號可表示為 s(t) = A cos(0t + ) 式中, 0為發(fā)射角頻率, 為初相; A為振幅。 在雷達發(fā)射站處接收到由目標反射的回波信號由目標反射的回波信號sr(t)為為 )(cos)()(0rrrttkAttksts(8.1.1) 式中, tr = 2R/c, 為回波滯后于發(fā)射信號的時間, k為回波的衰減系數(shù)。 如果目標固定不動如果目標固定不動, 則距離R為常數(shù)?；夭ㄅc發(fā)射信號之間有固定相位差固定相位差0tr=2f02R/c

7、 = (2/) 2R, 它是電磁波往返它是電磁波往返于雷達與目標之間所產(chǎn)生的相位滯后于雷達與目標之間所產(chǎn)生的相位滯后。 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 當目標與雷達站之間有相對運動時當目標與雷達站之間有相對運動時, 則距離R隨時間變化。 設目標以勻速相對雷達站運動設目標以勻速相對雷達站運動, 則在時間t時刻, 目標與雷達站間目標與雷達站間的距離的距離R(t)為為 R(t) = R0 - vrt 式中，R0 為 t=0 時的距離；vr為目標相對雷達站的徑向運動速度。 由目標反射的回波信號由目標反射的回波信號sr(t)說明說明, 在在t時刻接收到的波形時刻接收到的

8、波形sr(t)上上的某點的某點, 是在是在t-tr時刻發(fā)射的。時刻發(fā)射的。 由于通常雷達和目標間的相對運動速度vr遠小于電磁波速度c, 故時延tr可近似寫為近似寫為 )(2)(20tvRcctRtrr(8.1.2)8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 回波信號比起發(fā)射信號來回波信號比起發(fā)射信號來, 高頻相位差高頻相位差 )(22)(20000tvRtvRctrrr是時間t的函數(shù), 在徑向速度在徑向速度vr為常數(shù)時為常數(shù)時, 產(chǎn)生頻率差為產(chǎn)生頻率差為 rdvdtdf221(8.1.3)這就是多普勒頻率, 它正比于相對運動的速度而反比于工作波長正比于相對運動的速度而反比

9、于工作波長。當目標飛向雷達站時當目標飛向雷達站時, 多普勒頻率為正值多普勒頻率為正值, 接收信號頻率高于接收信號頻率高于發(fā)射信號頻率發(fā)射信號頻率, 而當目標背離雷達站飛行時當目標背離雷達站飛行時, 多普勒頻率為負值多普勒頻率為負值, 接收信號頻率低于發(fā)射信號頻率接收信號頻率低于發(fā)射信號頻率。 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 多普勒頻率可以直觀地解釋為多普勒頻率可以直觀地解釋為: 振蕩源發(fā)射的電磁波以恒速c傳播, 如果接收者相對于振蕩源是不動的如果接收者相對于振蕩源是不動的, 則他在單位時間內(nèi)他在單位時間內(nèi)收到的振蕩數(shù)目與振蕩源發(fā)出的相同收到的振蕩數(shù)目與振蕩源發(fā)

10、出的相同, 即二者頻率相等即二者頻率相等。如果如果振蕩源與接收者之間有相對接近的運動振蕩源與接收者之間有相對接近的運動, 則接收者在單位時間接收者在單位時間內(nèi)收到的振蕩數(shù)目要比他不動時多一些內(nèi)收到的振蕩數(shù)目要比他不動時多一些, 也就是接收頻率增高；接收頻率增高；當二者作背向運動時當二者作背向運動時, 結果相反結果相反。 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 2. 窄帶信號時的多普勒效應窄帶信號時的多普勒效應 常用雷達信號為窄帶信號(帶寬遠小于中心頻率)。 其發(fā)射發(fā)射信號可以表示為信號可以表示為 )(Re)(0tjetuts式中，Re表示取實部; u(t)為調(diào)制信號的

11、復數(shù)包絡; 0為發(fā)射角頻率。 由目標反射的回波信號目標反射的回波信號sr(t)可以寫成 )(Re)()()(0rttjrrrettkuttksts(8.1.4) 當目標固定不動時當目標固定不動時, 回波信號的復包絡有一固定遲延, 而高頻則有一個固定相位差。 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 當目標相對雷達站勻速運動當目標相對雷達站勻速運動時, 按式(8.1.2)近似地認為其延遲時間tr為 )(2)(20tvRcctRtrr則式(8.1.4)的回波信號表示式說明的回波信號表示式說明, 回波信號比起發(fā)射信號來講回波信號比起發(fā)射信號來講, 復包絡滯后復包絡滯后tr,

12、而高頻相位差而高頻相位差=-0tr=-2 (2/)(R0-vrt)是時間的函是時間的函數(shù)數(shù)。當速度vr為常數(shù)時, (t)引起的頻率差為 rdvdtdf221稱為多普勒頻率多普勒頻率, 即回波信號的頻率比之發(fā)射頻率有一個多普回波信號的頻率比之發(fā)射頻率有一個多普勒頻移勒頻移。 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 附注附注: 從式從式(8.1.1)出發(fā)出發(fā), 較嚴格地討論運動目標回波的特點較嚴格地討論運動目標回波的特點。在t時刻收到的回波是在t-tr時刻發(fā)射的, 而照射到目標上的時間是照射到目標上的時間是t=t - (1/2) tr, 照射時的目標距離目標距離為 ) (

13、0tvRtRr(8.1.5) 往返往返R(t)距離所需的時間正是目標的延遲時間距離所需的時間正是目標的延遲時間tr, 即 rtctR2) (可解得結果可解得結果 )22(10tvRvctrrr(8.1.6) 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 將tr代入式(8.1.1)可得運動目標回波為運動目標回波為 rrrrrrrvcRtvcvckvcRtvcvckts000002cos2cos)(8.1.7) 由式(8.1.7)可以看出, 運動目標回波信號的角頻率運動目標回波信號的角頻率變?yōu)?, 可化簡并近似為化簡并近似為 0rrvcvc1cvr002001111cvcvcv

14、cvvcvcrrrrrr8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 即信號角頻率的變化值信號角頻率的變化值d = (2vr/c) 0 = 2 2vr/, 為多普勒為多普勒頻移頻移。近似后的結果, 與常用的多普勒頻率表達式(8.1.3)相同。 對于窄帶發(fā)射信號而言對于窄帶發(fā)射信號而言, 要嚴格地討論運動目標回波的特點, 可將式(8.1.6)代入式(8.1.4)后, 得到的結果是: rrrrrrrrrrrrrvcRtvcvcjvcRtvcvcukvcRtvcvcjvcRtvcvcukts0000002exp2Re2exp2Re)(8.1.8) 8.1 多普勒效應及其在雷達中的

15、應用多普勒效應及其在雷達中的應用 由式(8.1.8)可以討論窄帶信號時的運動目標回波的幾個特點窄帶信號時的運動目標回波的幾個特點: (1) 由指數(shù)項由指數(shù)項, 信號角頻率已變?yōu)樾盘柦穷l率已變?yōu)?, 通常總滿足c vr, 故角頻率可作近似簡化處理，得到信號角頻率的變化量為 0rrvcvcrrdvcv2220稱為多普勒頻率。 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 (2) 對于復數(shù)包絡對于復數(shù)包絡u(t)來講來講, rrrvcRtvcvcu02中的因子(c+vr)/(c-vr)表示信號在時間軸上的增長或壓縮信號在時間軸上的增長或壓縮。根據(jù)目標運動的方向可確定其是增長還是壓

16、縮。目標和雷達站相目標和雷達站相對運動時對運動時, vr為正值為正值, 相當于波形在時間軸上壓縮相當于波形在時間軸上壓縮, 而在頻率軸而在頻率軸上頻譜將展寬上頻譜將展寬。8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 但在雷達的大多數(shù)應用情況下, 上述復包絡變化的效應可以忽略。設發(fā)射信號的時寬為設發(fā)射信號的時寬為, 由于忽略時間軸伸縮由于忽略時間軸伸縮所引起的時間誤差為時間誤差為 cvvcvvcvcrrrrr22當信號的帶寬為當信號的帶寬為f時時, 上述時間誤差可忽略的條件為時間誤差可忽略的條件為 1212fcvfcvrr或(8.1.9) 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用

17、多普勒效應及其在雷達中的應用 這個條件是經(jīng)常滿足的這個條件是經(jīng)常滿足的, 例如若目標速度為10倍音速, vr=3.3103 m/s, 則2vr/c 210-5, 這樣即使信號的時間帶寬積f為1000數(shù)量級時, 不等式(8.1.9)仍能滿足。以上討論均忽略了目以上討論均忽略了目標加速度引起的影響標加速度引起的影響?？梢钥闯? 在當前目標運動的速度范圍內(nèi)在當前目標運動的速度范圍內(nèi), 運動目標回波的表達式運動目標回波的表達式(8.1.4)可以近似為可以近似為 )(exp)(Re)(00ttjttuktsdrr(8.1.10) 運動目標回波的主要特征是運動目標回波的主要特征是其中心頻率偏移多普勒頻率其

18、中心頻率偏移多普勒頻率, 其它影其它影響均可忽略響均可忽略。前面近似結果完全可以采用。 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 回波信號產(chǎn)生的多普勒頻移回波信號產(chǎn)生的多普勒頻移可由發(fā)射站到目標的距離發(fā)射站到目標的距離Rt加加上由目標到接收站的距離上由目標到接收站的距離Rr隨時間變化求得隨時間變化求得： dtRRdfrtd)(1在單基地雷達情況下在單基地雷達情況下, 引起多普勒頻移的是雷達和目標連線方引起多普勒頻移的是雷達和目標連線方向的徑向速度向的徑向速度vr。設目標運動方向與該連線的夾角為, 目標速度為v, 則徑向速度分量vr為 cosvvr(8.1.11) 8.1

19、 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 8.1.2 多普勒信息的提取多普勒信息的提取 已經(jīng)知道, 回波信號的多普勒頻移fd正比于徑向速度，而反比于雷達工作波長, 即 cvffvcfvfrdrrd2,2200 多普勒頻移的相對值多普勒頻移的相對值正比于目標速度與光速之比正比于目標速度與光速之比, fd的正負的正負值值取決于目標運動的方向取決于目標運動的方向。在多數(shù)情況下, 多普勒頻率處于音頻范圍。例如當= 10 cm, vr= 300 m/s時, 求得fd = 6kHz 。而此時雷達工作頻率f0 = 3000MHz , 目標回波信號頻率為fr = 3000 MHz6kHz,

20、兩者相差的百分比是很小的。因此要從接收信號中要從接收信號中提取多普勒頻率需要采用差拍的方法提取多普勒頻率需要采用差拍的方法, 即設法取出即設法取出f0和和fr的差值的差值fd 。 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 1. 連續(xù)波多普勒雷達連續(xù)波多普勒雷達 為取出收發(fā)信號頻率的差頻, 可以在接收機檢波器輸入端引在接收機檢波器輸入端引入發(fā)射信號作為基準電壓入發(fā)射信號作為基準電壓, 在檢波器輸出端即可得到收發(fā)頻率檢波器輸出端即可得到收發(fā)頻率的差頻電壓的差頻電壓, 即多普勒頻率電壓多普勒頻率電壓。這時的基準電壓基準電壓通常稱為相相參參(干干)電壓電壓, 而完成差頻比較的檢

21、波器稱為相干檢波器相干檢波器。相干檢相干檢波器波器就是一種相位檢波器相位檢波器, 在其輸入端在其輸入端除了除了加基準電壓外加基準電壓外, 還有還有需要需要鑒別其差頻率或相對相位的信號電壓鑒別其差頻率或相對相位的信號電壓。 圖 8.1(a) (c)畫出了連續(xù)波多普勒雷達的原理性組成方框圖、獲取多普勒頻率的差拍矢量圖及各主要點的頻譜圖。 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 圖圖 8.1 連續(xù)波多普勒雷達原理框圖連續(xù)波多普勒雷達原理框圖(a) 組成框圖組成框圖; (b) 多普勒頻率差拍矢量多普勒頻率差拍矢量; (c) 頻譜圖頻譜圖 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多

22、普勒效應及其在雷達中的應用 發(fā)射機產(chǎn)生頻率為f0的等幅連續(xù)波高頻振蕩, 其中絕大部分絕大部分能量能量從發(fā)射天線輻射到空間, 很少部分能量很少部分能量耦合到接收機輸入端作為基準電壓。混合的發(fā)射信號和接收信號經(jīng)過放大后混合的發(fā)射信號和接收信號經(jīng)過放大后, 在在相位檢波器輸出端取出其差拍電壓相位檢波器輸出端取出其差拍電壓, 隔除其中直流分量隔除其中直流分量, 得到多得到多普勒頻率信號普勒頻率信號送到終端指示器。 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 （1）固定目標）固定目標 對于固定目標信號, 由于它和基準信號的相位差由于它和基準信號的相位差=0tr保保持常數(shù)持常數(shù), 故

23、混合相加的合成電壓幅度亦不改變故混合相加的合成電壓幅度亦不改變。當回波信號振幅Ur遠小于基準信號振幅U0時, 從矢量圖上可求得其合成電壓為 cos0rUUU包絡檢波器輸出正比于合成信號振幅。對于固定目標對于固定目標, 合成矢合成矢量不隨時間變化量不隨時間變化, 檢波器輸出經(jīng)隔直流后無輸出檢波器輸出經(jīng)隔直流后無輸出。8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 （2）運動目標）運動目標 運動目標回波與基準電壓的相位差隨時間按多普勒頻率變運動目標回波與基準電壓的相位差隨時間按多普勒頻率變化化。即回波信號矢量圍繞基準信號矢量端點以等角速度回波信號矢量圍繞基準信號矢量端點以等角速度

24、d旋轉旋轉, 這時合成矢量的振幅為這時合成矢量的振幅為 )cos(00tUUUdr經(jīng)相位檢波器經(jīng)相位檢波器取出二電壓的差拍取出二電壓的差拍, 通過隔直流電容器得到輸出通過隔直流電容器得到輸出的多普勒頻率信號為的多普勒頻率信號為 )cos(0tUdr(8.1.12)在檢波器中在檢波器中, 還可能產(chǎn)生多種和差組合頻率還可能產(chǎn)生多種和差組合頻率, 可用低通濾波器取出低通濾波器取出所需要的多普勒頻率所需要的多普勒頻率fd送到終端指示(例如頻率計), 即可測得目標可測得目標的徑向速度值的徑向速度值。 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 2. 脈沖工作狀態(tài)時的多普勒效應脈沖工

25、作狀態(tài)時的多普勒效應 當雷達發(fā)射脈沖信號時, 和連續(xù)發(fā)射時一樣, 運動目標回波信號中產(chǎn)生一個附加的多普勒頻率分量。所不同的是所不同的是目標回波目標回波僅在脈沖寬度時間內(nèi)按重復周期出現(xiàn)僅在脈沖寬度時間內(nèi)按重復周期出現(xiàn)。 圖8.2畫出了利用多普勒效應的脈沖雷達方框圖及各主要點的波形圖, 圖中所示為多普勒頻率fd小于脈沖寬度倒數(shù)的情況。 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 圖圖 8.2 利用多普勒效應的脈沖雷達利用多普勒效應的脈沖雷達 (a) 原理框圖原理框圖; (b) 主要波形圖主要波形圖;(c) A顯畫面顯畫面(對消前對消前) 脈沖調(diào)制器功率放大器連續(xù)振蕩器接收機顯

26、示系統(tǒng)f0 fdf0發(fā)射接收基準電壓(a)8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 圖圖 8.2 利用多普勒效應的脈沖雷達利用多普勒效應的脈沖雷達 (a) 原理方塊圖原理方塊圖; (b) 主要波形圖主要波形圖;(c) A顯畫面顯畫面(對消前對消前) 連 續(xù) 振 蕩脈 沖 發(fā) 射回 波 (固 定 )回 波 (運 動 )相 干 檢 波 (運 動 )相 干 檢 波 (固 定 )tttttt(b)cR02cRR)(208.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 圖圖 8.2 利用多普勒效應的脈沖雷達利用多普勒效應的脈沖雷達 (a) 原理方塊圖原理方塊圖;

27、(b) 主要波形圖主要波形圖;(c) A顯畫面顯畫面(對消前對消前) 動目標強固定目標噪聲(c)8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 和連續(xù)波雷達的工作情況相類比和連續(xù)波雷達的工作情況相類比: 發(fā)射信號按一定的脈沖寬度和重復周期Tr工作。由連續(xù)振蕩器取出的電壓作為接收機相位檢波器的基準電壓, 基準電壓在每一重復周期均和發(fā)射信號基準電壓在每一重復周期均和發(fā)射信號有相同的起始相位有相同的起始相位, 因而是相參的因而是相參的。 相位檢波器輸入端所加電壓有兩個相位檢波器輸入端所加電壓有兩個: 連續(xù)的基準電壓連續(xù)的基準電壓uk，uk=Uksin(0t+0), 其頻率和起始相位

28、均與發(fā)射信號相同; 回波信回波信號號ur, ur = Ursin0(t-tr)+0 , 當雷達為脈沖工作時當雷達為脈沖工作時, 回波信號回波信號是脈沖電壓是脈沖電壓, 只在信號來到期間即只在信號來到期間即trttr+時才存在時才存在, 其它時間只有基準電壓Uk加在相位檢波器上。經(jīng)過檢波器的輸出信號為經(jīng)過檢波器的輸出信號為 )cos1 ()cos1 (0mUmUKukd(8.1.14) 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 式中, U0為直流分量為直流分量, 為連續(xù)振蕩的基準電壓經(jīng)檢波后的輸為連續(xù)振蕩的基準電壓經(jīng)檢波后的輸出出, 而U0m cos則代表檢波后的信號分量

29、代表檢波后的信號分量。在脈沖雷達中在脈沖雷達中, 由于由于回波信號為按一定重復周期出現(xiàn)的脈沖回波信號為按一定重復周期出現(xiàn)的脈沖, 因此因此, U0m cos表示相表示相位檢波器輸出回波信號的包絡位檢波器輸出回波信號的包絡。圖8.3給出了相位檢波器輸出波形圖。 對于固定目標來講對于固定目標來講, 相位差是常數(shù), cRtr0002合成矢量的幅度不變化, 檢波后隔去直流分量可得到一串等幅脈沖輸出。對運動目標回波而言對運動目標回波而言, 相位差隨時間t改變, 其變化情況由目標徑向運動速度vr及雷達工作波長決定。 )(22)(2000tvRctRtrr8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在

30、雷達中的應用 圖圖 8.3 相位檢波器輸出波形相位檢波器輸出波形 ttTrcos(dt0)uuUrUkUinUr2UkUr1008.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 合成矢量為基準電壓合成矢量為基準電壓Uk以及回波信號相加以及回波信號相加, 經(jīng)檢波及隔去檢波及隔去直流分量后得到脈沖信號的包絡為直流分量后得到脈沖信號的包絡為 )cos(2coscos000000tmUtRcmUmUdrd(8.1.15) 即回波脈沖的包絡調(diào)制頻率回波脈沖的包絡調(diào)制頻率為多普勒頻率多普勒頻率。這相當于連續(xù)波工相當于連續(xù)波工作時的取樣狀態(tài)作時的取樣狀態(tài), 在脈沖工作狀態(tài)時, 回波信號按脈沖

31、重復周期回波信號按脈沖重復周期依次出現(xiàn)依次出現(xiàn), 信號出現(xiàn)時對多普勒頻率取樣輸出信號出現(xiàn)時對多普勒頻率取樣輸出。 脈沖工作時, 相鄰重復周期運動目標回波與基準電壓之間的相位差是變化的, 其變化量變化量為 rrrrdtTcvT0028.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 相鄰重復周期延遲時間的變化量相鄰重復周期延遲時間的變化量tr=2R/c=2vrTr/c是很是很小的數(shù)量小的數(shù)量, 但當它反映到高頻相位上時它反映到高頻相位上時, =0tr就會產(chǎn)生很就會產(chǎn)生很靈敏的反應靈敏的反應。相參脈沖雷達利用了相鄰重復周期回波信號與基準信號之間相位差的變化來檢測運動目標回波, 相位檢

32、波器相位檢波器將高頻的相位差轉化為輸出信號的幅度變化將高頻的相位差轉化為輸出信號的幅度變化。8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 脈沖雷達工作時, 單個回波脈沖的中心頻率亦有相應的單個回波脈沖的中心頻率亦有相應的多普勒頻移多普勒頻移, 但在在fd1/的條件下的條件下(這是常遇到的情況), 這這個多普勒頻移只使相位檢波器輸出脈沖的頂部產(chǎn)生畸變個多普勒頻移只使相位檢波器輸出脈沖的頂部產(chǎn)生畸變。這就表明要檢測出多普勒頻率需要多個脈沖信號要檢測出多普勒頻率需要多個脈沖信號。只有當只有當fd 1/時時, 才有可能利用單個脈沖測出其多普勒頻率才有可能利用單個脈沖測出其多普勒頻率

33、。對于運動目標回波, 其重復周期的微小變化Tr = (2vr/c) Tr通常均可忽略。8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 8.1.3 盲速和頻閃盲速和頻閃 當雷達處于脈沖工作狀態(tài)時, 將發(fā)生區(qū)別于連續(xù)工作狀態(tài)的特殊問題, 即盲速盲速和頻閃效應頻閃效應。 盲速盲速是指目標雖然有一定的徑向速度vr, 但若其回波信號經(jīng)過相位檢波回波信號經(jīng)過相位檢波器后器后, 輸出為一串等幅脈沖輸出為一串等幅脈沖, 與固定目標的回波相同與固定目標的回波相同，此時的目標運動速度目標運動速度稱為盲速。 頻閃效應頻閃效應是當脈沖工作狀態(tài)時, 相位檢波器輸出端檢波器輸出端回波脈沖串回波脈沖串的包

34、絡調(diào)包絡調(diào)制頻率制頻率Fd, 與目標運動的徑向速度目標運動的徑向速度vr不再保持正比關系不再保持正比關系。此時如用包絡調(diào)制頻率測速時將產(chǎn)生測速模糊。 產(chǎn)生盲速和頻閃效應的基本原因在于產(chǎn)生盲速和頻閃效應的基本原因在于, 脈沖工作狀態(tài)是對連續(xù)發(fā)射的取脈沖工作狀態(tài)是對連續(xù)發(fā)射的取樣樣, 取樣后的波形和頻譜均將發(fā)生變化取樣后的波形和頻譜均將發(fā)生變化。 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 由式(8.1.10)知, 當雷達信號為窄帶信號時, 運動目標的雷達運動目標的雷達回波回波sr(t)為為 sr(t) =Reku(t-tr)expj(0+d)(t-t0) 式中，tr為復包絡

35、遲延, 而fd為高頻的多普勒頻移。當雷達處于脈當雷達處于脈沖工作狀態(tài)時沖工作狀態(tài)時, 簡單脈沖波形時的復調(diào)制函數(shù)脈沖波形時的復調(diào)制函數(shù)u(t)可寫成 nrnTtrecttu)(式中, rect表示矩形函數(shù); 為脈沖寬度; Tr為脈沖重復周期。 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 u(t)的頻譜的頻譜U(f)是一串間隔是一串間隔fr = 1/Tr的譜線的譜線, 譜線的包絡取決譜線的包絡取決于脈沖寬度于脈沖寬度的值的值。運動目標的回波信號是u(t-tr)和具有多普勒頻移的連續(xù)振蕩相乘, 因而其頻譜是兩者的卷積頻譜是兩者的卷積, )()()()()()()(0000dd

36、ddrrfffUfffUfffffffUfSts如圖8.4(b)所示，相當于把U(f)的頻譜中心分別搬移到f0+fd和-(f0+fd)的位置上。 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 圖圖 8.4 脈沖工作時各主要點信號頻譜脈沖工作時各主要點信號頻譜(a)發(fā)射信號頻譜發(fā)射信號頻譜; (b) 接收信號頻譜接收信號頻譜; (c) 相參電壓譜相參電壓譜; (d) 相位檢波輸出譜相位檢波輸出譜 frfrfrfr f0f01f01f0ffff0 fd1f0 fd1f0 fd( f0 fd)1( f0 fd) f0f0S( f )Sr( f )000(a)(b)(c)f1 fd

37、fdfr fdfr fd10(d ) f018.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 相位檢波器的輸入端相位檢波器的輸入端加有頻率為頻率為f0的相參電壓的相參電壓和回波信號電壓回波信號電壓, 在其輸出端輸出端得到兩個電壓的差頻兩個電壓的差頻, 如圖8.4(d)所示, 其譜線的位置在nfrfd處, n=0, 1, 2, , 譜線的包絡與U(f)相同。 由圖由圖8.4的頻譜圖可以看出脈沖信號產(chǎn)生的頻譜圖可以看出脈沖信號產(chǎn)生“盲速盲速”的原因的原因: 固定目標時固定目標時，fd=0, 其回波的頻譜結構與發(fā)射信號相同其回波的頻譜結構與發(fā)射信號相同, 是由是由f0和和f0nfr的

38、譜線所組成的譜線所組成。對于運動目標回波對于運動目標回波, 譜線中心移動譜線中心移動fd, 故其頻譜由故其頻譜由f0+fd、f0+fdnfr的譜線組的譜線組成成, 經(jīng)過相位檢波器后經(jīng)過相位檢波器后, 得到得到fd及及nfrfd的差頻的差頻, 其波形為多普勒頻率其波形為多普勒頻率fd調(diào)幅調(diào)幅的一串脈沖的一串脈沖。當當fd=nfr時時, 運動目標回波的譜線由運動目標回波的譜線由nfr所組成所組成, 頻譜結構與固頻譜結構與固定目標回波的相同定目標回波的相同, 這時無法區(qū)分運動目標與固定目標這時無法區(qū)分運動目標與固定目標。 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 從圖從圖8.

39、4的頻譜圖上也可以分析產(chǎn)生頻閃的原因的頻譜圖上也可以分析產(chǎn)生頻閃的原因: 當多普勒頻率當多普勒頻率fd超過超過重復頻率重復頻率fr的一半時的一半時, 頻率頻率nfr的上邊頻分量的上邊頻分量nfr+fd與頻率與頻率(n+1)fr的下邊頻分的下邊頻分量量(n+1)fr-fd在譜線排列的前后位置上交叉在譜線排列的前后位置上交叉。兩個不同的多普勒頻率兩個不同的多普勒頻率fd1和和fd2, 只要滿足只要滿足fd1=nfr-fd2, 則二者的譜線位置相同而無法區(qū)分則二者的譜線位置相同而無法區(qū)分。同樣。同樣, 當當fd1=nfr+fd2時時, 二者的頻譜結構相同也是顯而易見的二者的頻譜結構相同也是顯而易見的

40、。因此, 在相參脈沖雷達中, 如果要用相位檢波器輸出脈沖的包絡頻率來單值地測定目標的速度, 必須滿足的條件是 rdff21(8.1.16) 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 盲速和頻閃效應也可以從矢量圖和相對應的波形圖加以說明盲速和頻閃效應也可以從矢量圖和相對應的波形圖加以說明。 1、最新盲速、最新盲速 從矢量圖從矢量圖8.5(a)可以看出可以看出, 相鄰周期運動目標的回波相鄰周期運動目標的回波和基準電壓基準電壓之間相位相位差的變化量為差的變化量為=dTr, 根據(jù)的變化規(guī)律即可得到一串振幅變化的視頻脈一串振幅變化的視頻脈沖沖。當當=2時時, 雖然目標是運動的雖然

41、目標是運動的, 但相鄰周期回波與基準電壓間的相對位但相鄰周期回波與基準電壓間的相對位置不變置不變, 其效果正如目標是不運動的一樣其效果正如目標是不運動的一樣, 這就是盲速這就是盲速?？汕蟮妹に倥c雷達參數(shù)的關系。 當=2n, 即 =dTr =2n n=1, 2, 3, 時, 會產(chǎn)生盲速, 這時 fdTr = n 或 fd = nfr 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 圖圖 8.5 用矢量和波用矢量和波形圖說明盲速和形圖說明盲速和頻閃頻閃(a) 盲速說明盲速說明; (b) 頻閃說明頻閃說明; (c) Fa的變化規(guī)律的變化規(guī)律 TrFdfdtUr1Ur2UkdTr2

42、Fd0fd frTrUr1Ur2UkdTr2 1 2 2 FdTrFd fr fdFdfdfdFdfr2frr21fr21f0t(a)(b)(c)28.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 因 fd = 2vr/, 所以盲速 rrfnv210盲速的出現(xiàn)的原因是盲速的出現(xiàn)的原因是取樣系統(tǒng)的觀察是間斷而不是連續(xù)的取樣系統(tǒng)的觀察是間斷而不是連續(xù)的。在連續(xù)系統(tǒng)中在連續(xù)系統(tǒng)中, 多普勒頻率總是正比于目標運動的速度而沒有模糊多普勒頻率總是正比于目標運動的速度而沒有模糊。但在脈沖工作時在脈沖工作時, 相位相位檢波器輸出端的回波脈沖包絡頻率只在多普勒頻率較脈沖重復頻率低時檢波器輸出端的

43、回波脈沖包絡頻率只在多普勒頻率較脈沖重復頻率低時(fd1/2fr)才能代表目標的多普勒頻率才能代表目標的多普勒頻率。在盲速時在盲速時, nTvfnvrrr212100或即在重復周期內(nèi)即在重復周期內(nèi), 目標走過的距離正好是發(fā)射高頻振蕩半波長的整數(shù)倍目標走過的距離正好是發(fā)射高頻振蕩半波長的整數(shù)倍, 由由此引起的高頻相位差正好是此引起的高頻相位差正好是2的整數(shù)倍。的整數(shù)倍。 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 2、最新頻閃效應、最新頻閃效應 可從圖可從圖8.5(b)的矢量圖上看出的矢量圖上看出，當相鄰重復周期回波信號的當相鄰重復周期回波信號的相位差相位差=2n-時時,

44、在相位檢波器輸出端相位檢波器輸出端的結果與與=時是相同的時是相同的, 差別僅為矢量矢量的視在旋轉方向相反的視在旋轉方向相反, 因此上述二種情況下, 脈沖信號的包絡調(diào)制頻率相同脈沖信號的包絡調(diào)制頻率相同。相位差相位差=2n+時時, 其相位檢波器輸入端合成矢量相位檢波器輸入端合成矢量與=完全一樣完全一樣, 因而其輸出脈沖串的調(diào)制頻率亦相同。當當=0時時表現(xiàn)為盲速現(xiàn)象表現(xiàn)為盲速現(xiàn)象,一般情況下0, 表表現(xiàn)為頻閃現(xiàn)象現(xiàn)為頻閃現(xiàn)象, 這時相位檢波器輸出脈沖包絡調(diào)制頻率與回波信號的多普勒頻率不相等。8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 8.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒

45、效應及其在雷達中的應用 包絡調(diào)制頻率包絡調(diào)制頻率隨著多普勒頻率的增加多普勒頻率的增加按雷達工作的重復頻率雷達工作的重復頻率周期周期性地變化性地變化。包絡調(diào)制頻率的最大值產(chǎn)生在包絡調(diào)制頻率的最大值產(chǎn)生在=2n-時時, 相應的多普勒多普勒頻率為頻率為nfr-(1/2)fr, 而這時的包絡調(diào)制頻率包絡調(diào)制頻率Fd=fr/2 。只有當只有當fdfr/2時時, 包包絡調(diào)制頻率絡調(diào)制頻率和多普勒頻率多普勒頻率才相等相等。圖8.5(c)中畫出了脈沖包絡調(diào)制頻率脈沖包絡調(diào)制頻率Fd變化規(guī)律曲線變化規(guī)律曲線, 它隨著多普勒頻率的增加而周期性變化隨著多普勒頻率的增加而周期性變化, 這就是頻閃頻閃效應效應。當當fd

46、=nfr時時, 包絡調(diào)制頻率包絡調(diào)制頻率Fd=0, 這就是盲速盲速。圖圖 8.6 高速目標高速目標(fd 1/)的多普勒效應的多普勒效應(a) 波形波形; (b) 頻譜頻譜 UrUkfdtuf0ff0 fdU( f )0f01(a)(b)08.1 多普勒效應及其在雷達中的應用多普勒效應及其在雷達中的應用 一、動目標顯示雷達與普通雷達的主要區(qū)別一、動目標顯示雷達與普通雷達的主要區(qū)別 當脈沖雷達利用多普勒效應來鑒別運動目標回波和固定目標回波時, 與普通脈沖雷達的差別是：有產(chǎn)生相干振蕩電壓的系統(tǒng)；用相干檢波器代替普通振幅檢波器，輸出相干視頻脈沖串；信號經(jīng)相消設備后送到終端，顯示運動目標回波脈沖 8.

47、2 動目標顯示雷達的工作原理及主要組成動目標顯示雷達的工作原理及主要組成 二、動目標顯示雷達的基本類型二、動目標顯示雷達的基本類型1. 1. 中頻全相參中頻全相參( (干干) )動目標顯示動目標顯示 當雷達發(fā)射機采用主振放大器主振放大器時, 每次發(fā)射脈沖的初相由連續(xù)振蕩的主振源控制主振源控制, 發(fā)射信號是全相參的全相參的, 即發(fā)射高頻脈沖、本振電壓、相參電壓之間均有確定的相位關系。相相位檢波位檢波通常是在中頻上進行的, 因為在超外差接收機中, 信號的放大主要依靠中頻放大器。在中頻進行相位檢波, 仍能保持和高頻相位檢波相同的相位關系。8.2 動目標顯示雷達的工作原理及主要組成動目標顯示雷達的工作

48、原理及主要組成 圖圖 8.7 中頻全相參中頻全相參(干干)動目標顯示雷達方框圖動目標顯示雷達方框圖連續(xù)波振蕩器上變頻器中頻相干振蕩器脈沖功率放大器相位檢波器收發(fā)開關混頻器中頻放大器對消器脈沖調(diào)制器主振源f0fcfcf1 f0 fc本地振蕩回波信號f0 fd中頻脈沖fc fd相參電壓相參視頻輸出對消視頻主振源為U0cos(0t+0)中頻相參振蕩器Uc cos(ct+c)cos(0011cctUu和頻回波信號為Urcos0(t-tr)+0回波與本振混頻后中頻信號: tftvRctRtddr2)22(2)(20000Urcosct+c+0tr8.2 動目標顯示雷達的工作原理及主要組成動目標顯示雷達的

49、工作原理及主要組成 2. 2. 鎖相相參動目標顯示鎖相相參動目標顯示 當雷達發(fā)射機采用自激振蕩器自激振蕩器(如磁控管振蕩器)時, 它的每一發(fā)射脈沖高頻起始相位是隨機的每一發(fā)射脈沖高頻起始相位是隨機的。因此，為了得到與發(fā)射脈沖起始相位保持嚴格關系的基準電壓基準電壓, 應該采用鎖相鎖相的辦法的辦法, 也就是使振蕩電壓的起始相位受外加電壓相位的控使振蕩電壓的起始相位受外加電壓相位的控制制。原則上有兩種鎖相的辦法兩種鎖相的辦法: : 一種是一種是將發(fā)射機輸出的高頻電壓加到相參振蕩器去鎖相; 另一種是另一種是將連續(xù)振蕩的相參電壓加到發(fā)射機振蕩器去, 以控制發(fā)射脈沖的起始相位。后一種方法要求較大的控制功率

50、, 因而在實際中用得較少。 8.2 動目標顯示雷達的工作原理及主要組成動目標顯示雷達的工作原理及主要組成 圖圖 8.8 中頻鎖相的脈沖相參雷達方框圖中頻鎖相的脈沖相參雷達方框圖 脈沖調(diào)制器磁控管發(fā)射機收發(fā)開關混頻器穩(wěn)定本地振蕩器混頻器中頻相參振蕩器相位檢波器高頻鎖相脈沖相參電壓中頻放大器對消器中頻回波對消視頻中頻鎖相脈沖f0f1f1f0f0 fdf0 fdf1 f0fc fdfc 中頻高頻回波脈沖中頻回波f1( f0 fd) fc fd本地振蕩器 )cos(1111tUu發(fā)射機輸出 )cos(0000tUu混頻后取其差頻作為鎖相電壓: )(cos()()cos(010101tUtUucccc目

51、標回波信號為:)(cos00rrrttUu混頻后得到中頻信號:)()cos(00101rrrttUu回波信號回波信號ur與基準電壓比較相位位差只決與基準電壓比較相位位差只決定于定于rt08.2 動目標顯示雷達的工作原理及主要組成動目標顯示雷達的工作原理及主要組成 對磁控管發(fā)射機的雷達, 如果后后面用數(shù)字信號處理面用數(shù)字信號處理, 則接收相參接收相參可用圖8.9所示的方式。將發(fā)射信號的隨機相將發(fā)射信號的隨機相位位t測量出來測量出來, 并與送到數(shù)字對消器前送到數(shù)字對消器前的接收信號相位的接收信號相位r相減相減, 消去消去發(fā)射信號發(fā)射信號隨機相位的影響而獲得等效的接收相隨機相位的影響而獲得等效的接收

52、相參參。發(fā)射信號發(fā)射信號經(jīng)穩(wěn)定本振混頻穩(wěn)定本振混頻后獲得中頻發(fā)射脈沖中頻發(fā)射脈沖, 而后以相參振蕩器相參振蕩器(COHO)的電壓的電壓為基準, 在正交相位檢正交相位檢波器中相參檢波波器中相參檢波, 獲得I與與Q兩路基帶兩路基帶輸出輸出,t的信息包含在基帶輸出中的信息包含在基帶輸出中, t = arctan Q/I。8.2 動目標顯示雷達的工作原理及主要組成動目標顯示雷達的工作原理及主要組成 穩(wěn)定本振基準混頻脈沖振蕩器接收混頻相參振蕩雙工器中頻放大IQ信號A / D數(shù)字式減中頻放大IQ基準A / D數(shù)字MTI基準MTI輸出QI天線圖圖 8.9 相位存儲式接收相參相位存儲式接收相參MTI 如果如果

53、A/D變換器的精度足夠變換器的精度足夠, 則這種方式的接收相參所能則這種方式的接收相參所能得到的對消結果將優(yōu)于通常所用的鎖相相參振蕩器得到的對消結果將優(yōu)于通常所用的鎖相相參振蕩器。這是因因為為連續(xù)工作的相參振蕩器, 其頻率穩(wěn)定性比每次發(fā)射脈沖均要被鎖相而處于啟斷工作狀態(tài)的相參振蕩器要好得多。 8.2 動目標顯示雷達的工作原理及主要組成動目標顯示雷達的工作原理及主要組成 三、三、 消除固定目標回波消除固定目標回波 1. 相消設備特性相消設備特性由相位檢波器輸出的脈沖包絡為 式中，為回波與基準電壓之間的相位差回波與基準電壓之間的相位差, 0000)(2tctvRtdrr回波信號按重復周期Tr出現(xiàn),

54、 將回波信號延遲一周期回波信號延遲一周期后, 其包絡為 u=U0 cosd(t-Tr)-0 (8.2.6) 8.2 動目標顯示雷達的工作原理及主要組成動目標顯示雷達的工作原理及主要組成 cos0U相消器的輸出為兩者相減, 002sin2sin2rddrdTtTUuuu(8.2.7) 輸出包絡輸出包絡為一多普勒頻率的正弦信號一多普勒頻率的正弦信號, 其振幅振幅為 2sin20rdTU也是多普勒頻率的函數(shù)。當當dTr/2 = n(n=1, 2, 3)時時, 輸出振幅為零。輸出振幅為零。這時的目標速度正相當于盲速這時的目標速度正相當于盲速。此時，運動目標回波在相位檢波器的輸運動目標回波在相位檢波器的

55、輸出端與固定目標回波相同出端與固定目標回波相同, 因而經(jīng)相消設備后輸出為零因而經(jīng)相消設備后輸出為零, 如圖 8.10 所示。 8.2 動目標顯示雷達的工作原理及主要組成動目標顯示雷達的工作原理及主要組成 圖圖 8.10 遲延相消設備及其輸出響應遲延相消設備及其輸出響應(a) 組成框圖組成框圖; (b) 速度響應速度響應; (c) 頻率響應特性頻率響應特性 延遲 Tr相位檢波器相減回波 ur相參電壓uc相消器輸出(a)0Uu)(jKfr2frfdf3fr2frfr(vr 01)(vr 02)(vr)(b)(c)uiuoejTr008.2 動目標顯示雷達的工作原理及主要組成動目標顯示雷達的工作原理

56、及主要組成 相消設備也可以從頻率域濾波器的觀點來說明相消設備也可以從頻率域濾波器的觀點來說明。下面求出相消設備的頻率響應特性。輸出為 )1 (rTjioeuu網(wǎng)絡的頻率響應特性為 rrfTjrrrTjioefTTjTeuujK2sin2sin)cos1 ()1 ()(8.2.8) 其頻率響應特性如圖8.10(c)所示。 8.2 動目標顯示雷達的工作原理及主要組成動目標顯示雷達的工作原理及主要組成 相消設備等效于一個梳齒形濾波器相消設備等效于一個梳齒形濾波器, 其頻率特性在f=nfr各點均為零。固定目標頻譜的特點是固定目標頻譜的特點是, 譜線位于譜線位于nfr點上點上, 因而在理想情況下, 通過

57、相消器這樣的梳齒濾波器后輸出為零。當目標的多普勒頻率為重復頻率整數(shù)當目標的多普勒頻率為重復頻率整數(shù)倍時倍時, 其頻譜結構也有相同的特點其頻譜結構也有相同的特點, 故通過上述梳狀濾波器后無輸出。 8.2 動目標顯示雷達的工作原理及主要組成動目標顯示雷達的工作原理及主要組成 2. 2. 數(shù)字式相消器數(shù)字式相消器 用數(shù)字遲延線數(shù)字遲延線代替模擬遲延線模擬遲延線是數(shù)字動目標顯示(DMTI)的基本點。采用數(shù)字式對消器具有許多優(yōu)點: 它穩(wěn)定可靠, 平時不需要調(diào)整, 便于維護使用, 且體積小、重量輕。 此外， 數(shù)字式對消器還具有一些特點: 容易得到長的延時容易得到長的延時, 因而便于實現(xiàn)多脈沖對消, 以改善

58、濾波器頻率特性; 容易實現(xiàn)重復周期的參容易實現(xiàn)重復周期的參差跳變差跳變, 以消除盲速并改善速度響應特性; 容易和其它數(shù)字式信號處理容易和其它數(shù)字式信號處理設備設備( (如數(shù)字式信號積累器等如數(shù)字式信號積累器等) )配合配合, 以提高雷達性能; 動態(tài)范圍可做得動態(tài)范圍可做得較大較大?？傊? 它可以實現(xiàn)更為完善和靈活的信號處理功能。 8.2 動目標顯示雷達的工作原理及主要組成動目標顯示雷達的工作原理及主要組成 圖圖 8.11 數(shù)字式相消器簡單組成方框數(shù)字式相消器簡單組成方框 取樣保持電路模 數(shù)轉換電路數(shù)字延遲線(存儲器)相減器(運算器)模 數(shù)轉換器相干視頻延遲數(shù)字信號相消視頻輸出8.2 動目標顯示

59、雷達的工作原理及主要組成動目標顯示雷達的工作原理及主要組成 模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號要經(jīng)過時間取樣時間取樣和幅度分層幅度分層兩步。以時鐘脈沖控制以時鐘脈沖控制取樣保持電路取樣保持電路對輸入相參視頻信號取樣取樣, 被時間量化的取樣保持信號時間量化的取樣保持信號送到模數(shù)轉模數(shù)轉換電路換電路(A/D變換器變換器)進行幅度分層進行幅度分層, 轉為數(shù)字信號輸出。首先要把從相位檢波首先要把從相位檢波器輸出的模擬信號變器輸出的模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號為數(shù)字信號 數(shù)字信號的遲延可用存儲器完成, 將數(shù)字信號按取樣順序?qū)懭氪鎸?shù)字信號按取樣順序?qū)懭氪鎯ζ鲀?nèi)儲器內(nèi), 當下一個重復周期的數(shù)字信號到來時當下一個重復周期的數(shù)字信

60、號到來時, 由存儲器中讀出同一距由存儲器中讀出同一距離單元的信號進行相減運算離單元的信號進行相減運算, 在輸出端得到跨周期相消的數(shù)字信號跨周期相消的數(shù)字信號。這個數(shù)字信號可以很方便地用來作其它數(shù)字處理(例如積累、恒虛警等), 如果需要模擬信號作顯示, 則可將數(shù)字信號經(jīng)過數(shù)模轉換器, 變?yōu)槟M信號輸出。 8.2 動目標顯示雷達的工作原理及主要組成動目標顯示雷達的工作原理及主要組成 8.3 盲速、盲相的影響及其解決途徑盲速、盲相的影響及其解決途徑 8.3.1 盲速盲速 1. 盲速以及消除盲速影響的方法盲速以及消除盲速影響的方法盲速在相鄰兩周期運動目標回波的相位差為相位差為2的整數(shù)倍的整數(shù)倍, 即