自適應(yīng)濾波在雷達中的應(yīng)用

1、第十三章第十三章 自適應(yīng)濾波在雷達中的應(yīng)用自適應(yīng)濾波在雷達中的應(yīng)用自適應(yīng)濾波在雷達中有廣泛的應(yīng)用：自適應(yīng)濾波在雷達中有廣泛的應(yīng)用： 自適應(yīng)動目標(biāo)顯示（自適應(yīng)自適應(yīng)動目標(biāo)顯示（自適應(yīng)MTIMTI） 自適應(yīng)旁瓣對消自適應(yīng)旁瓣對消 自適應(yīng)數(shù)字波束形成自適應(yīng)數(shù)字波束形成 自適應(yīng)空時聯(lián)合處理等。自適應(yīng)空時聯(lián)合處理等。相關(guān)技術(shù)相關(guān)技術(shù) MTDMTD 旁瓣匿影旁瓣匿影 CFARCFAR及自適應(yīng)檢測及自適應(yīng)檢測13.1雷達信號最優(yōu)濾波雷達信號最優(yōu)濾波雷達回波 tntCtStr最佳濾波器的頻率響應(yīng) fHfHNfCefSfHsCnfTj*s02其中 01NfCfHCn sfTj*SefSfH2雜波很強時 fCfH

2、Cn1 tfjsetats02 NirsasTitatmta111調(diào)制信號調(diào)制信號的頻譜 fAfAefAfAssNifTijssr211112 22212SinNSinefANjsrfT2回波信號的頻譜 fSfSfS21 011ffAfSs 022ffAfSs其中其中 tas1為單個視頻脈沖，其頻譜為 1SAf fHfHfHfHfHfHSSCnsCn21其中 112*1SfTjSefSfH 222*2SfTjSfSfH 01NfCfHCn圖13.2 對雷達信號的處理回波頻率與發(fā)射頻率之差為多普勒頻率02fcvfrd圖13.3 有風(fēng)速補償?shù)腗TI電路13.2.2 調(diào)整相干振蕩器頻率的自適應(yīng)調(diào)整相

3、干振蕩器頻率的自適應(yīng)MTI系統(tǒng)系統(tǒng)13.2.3 普通普通DMTI13.6(a)傳輸函數(shù)及頻率響應(yīng)為 11zzHrfffHsin213.6(b)傳輸函數(shù)為 iLiiLLzwzzH011加權(quán)系數(shù)為二項式系數(shù))!(!iLiLwi三脈沖MTI濾波器頻率特性為 ( )cos2H ffwp=-開環(huán)自適應(yīng)開環(huán)自適應(yīng)MTI濾波器濾波器-1設(shè)輸入的功率譜為 fP輸出功率 dfwffPdffHfPPout222cos4最佳值 滿足方程0wPout dffPfdffPwopt2cos dffPfdffPwopt2cos22得中間支路的最佳加權(quán)為 wfcosfH2二脈沖MTI濾波器傳輸函數(shù)為 111zzH頻率特性為

4、fjefH211輸出功率為 dffHfPPout211有 feefHfjfj2cos12112221或 2122cos2fHf dffPdffHfPwopt2122或 inoutoptPPw122其中dffPPin dffPfdffPwopt2cos22 dffPdffHfPwopt2122 inoutoptPPw122 dffHfPPout211dffPPin有漏泄的積分器的傳輸函數(shù)為: 111zzH10為對消 的雜波, 應(yīng)為 dfjTfjdoptexp2exp2optw2rdrTfjTxxE2exp2*21 的估計式optw2*212argexpxxjwopt開環(huán)自適應(yīng)開環(huán)自適應(yīng)MTI濾波

5、器濾波器-2optw2圖13.13 多級自適應(yīng)MTIDMI算法 Miiiinxwny11iiijwwexp001 MMikinxkinx1arg*1sRwMiwi, 1按二項式系數(shù)分布，設(shè)為0iw LMS算法圖13.14 具有一個自適應(yīng)環(huán)的MTI濾波器 121nxnynwnw圖13.15 具有多個自適應(yīng)環(huán)的MTI系統(tǒng)圖13.16 采用HA算法的自適應(yīng)MTI濾波器圖13.17 線性預(yù)測自適應(yīng)MTI nnnxb00 111nenKnenebiififi nenKnenefiibibi1*1圖13.19 噪聲對消自適應(yīng)MTI 圖13.21 預(yù)測和噪聲對消結(jié)合的自適應(yīng)MTI 圖13.23 MTD系統(tǒng)圖

6、13.26 零速濾波器頻率響應(yīng) 22cosAuuEsinLu RhAarccosDolph-Chebyschev Taylor在主瓣區(qū)非常接近Chebyschev波束，但是副瓣隨方向角而降低。Haming、Kaiser-Bessel ncos圖13.28 多波束形成圖13.29 旁瓣匿影原理 a)框圖 b) 波束圖圖13.31 自適應(yīng)旁瓣對消系統(tǒng)圖13.32 陣列主波束形成旁瓣對消系統(tǒng)圖13.33 波束形成網(wǎng)絡(luò)旁瓣對消系統(tǒng)圖13.34 同時采用旁瓣對消和旁瓣匿影的框圖 圖13. 35 雙天線雜波對消系統(tǒng) 和差網(wǎng)絡(luò)有關(guān)系式 BABA可得 21A21B鑒相器（1）的輸出為 sin2cos22221

7、u鑒相器（2）的輸出為 cos222u圖13. 37 DPCA天線的相位中心 rvTa 通常將接收天線接成和差形式，即 2121,RRRRuujuu2121,RRRRuujuujujuRR21,2121jjuuRR2121圖13.38 自適應(yīng)DPCA雜波抑制系統(tǒng) 圖13.39 機載雷達天線陣幾何關(guān)系雜波單元P的多普勒頻率 coscos2cos2PPDVVfcoscoscos2PDdVffcoscoscos2222cossincoscoscos2ddff對于側(cè)視陣 ，上式成為 0cosdf(13.8.2)(13.8.3)(13.8.4)(13.8.5)cosdf(13.8.5)圖13.41側(cè)視雜

8、波譜例 各通道FIR濾波器抽頭處輸入函數(shù)為 最佳權(quán)的公式為 令 MiKnxnxnxnxnxnxiikiiii, 11, 1,21； nxnxnxnxnxnxnxnxnxnMKMMMK,212222111211xMKMMMKwwwwwwwww,212222111211w*01sRwxxopt其中 nnETXXxxR*TMKMMMKsssssssss,2122221112110s圖13.44二元陣的功率倒置自適應(yīng)算法公式為 0121221*22*121wwxExxExxExE因 ，即得 11w22*212xExxEw圖13.44 開環(huán)二維自適應(yīng)陣自適應(yīng)陣圖13.45開環(huán)自適應(yīng)算法 13.9.2 X波段雷達自適應(yīng)干擾置零系統(tǒng) RfRCTff2自適應(yīng)加權(quán)矢量 q12KwPPPwH22222221H111111yyIPyyyxPyyyIPxxy，2圖13.49 單干擾情況的自適應(yīng)波束 13.9.3 美國林肯實驗室研制的RSTDBF系統(tǒng) 圖13.52 RSTDBF的通道均衡（取第一路為參考）mrmimrmifHfCfCfH1, 1 , 0MmSMI算法計算權(quán) *swXXwRHXX采用酉陣 將 三角化 QXAQX IQQH有： AAAQQAXXHHHH式(13.9.8)成為： 適應(yīng)權(quán)由下列前代和回代