XXXX第章運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)及測(cè)速

第八章運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)及測(cè)速§8.1多卜勒效應(yīng)及其在雷達(dá)中的應(yīng)用1842年，多卜勒發(fā)現(xiàn)多普勒現(xiàn)象§8.1.1多卜勒效應(yīng)1930年，多普勒規(guī)律應(yīng)用于電磁波范圍分析假定目標(biāo)為點(diǎn)目標(biāo)尺寸遠(yuǎn)小于雷達(dá)分辨單元雷達(dá)發(fā)射連續(xù)波時(shí)的多普勒效應(yīng)發(fā)射信號(hào)：回波：目標(biāo)固定不動(dòng)時(shí)目標(biāo)以勻速vr運(yùn)動(dòng)時(shí)

發(fā)射頻率：f0接收頻率：f0+fd運(yùn)動(dòng)目標(biāo)v多普勒頻率線速度徑向速度

fd大小與徑向速度有關(guān)fd正負(fù)與運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)例.設(shè)雷達(dá)工作波長(zhǎng)為10cm，目標(biāo)徑向速度為300m/s，求回波信號(hào)的多普勒頻移。采用差拍法提取多普勒頻移如何提取fd連續(xù)波多卜勒雷達(dá)連續(xù)波發(fā)射機(jī)放大器相位檢波器多卜勒濾波器和放大器指示器產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)收發(fā)信號(hào)差頻比較發(fā)射耦合信號(hào)與回波信號(hào)的合成電壓實(shí)質(zhì)：利用相位檢波器輸出發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)中的差拍頻率電壓§8.1.2

多卜勒信息的提取u0ur相檢器輸出t0tuΣ相檢器輸出固定目標(biāo)勻速目標(biāo)為常數(shù)

相檢器輸入

φ為u0與ur的相位差?0??02?0?d??0﹣?d?0﹢?d?dmax?d?濾波器頻率特性信號(hào)頻譜變化圖連續(xù)波發(fā)射機(jī)放大器相位檢波器多卜勒濾波器和放大器指示器?0?0?0?d?0?0+?d??0-?d脈沖工作時(shí)的多卜勒效應(yīng)思考：脈沖工作時(shí)與連續(xù)波工作時(shí)的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)功率放大器接收機(jī)脈沖調(diào)制器連續(xù)振蕩器顯示系統(tǒng)連續(xù)振蕩t回波(固定)t脈沖發(fā)射t回波(運(yùn)動(dòng))t相位檢波(固定)t2R0C2R0-△RC相位檢波(運(yùn)動(dòng))t運(yùn)動(dòng)動(dòng)目目標(biāo)標(biāo)：：UrUkU∑inτTr相檢器輸出t0Ur1Ur2Uk△?相檢器輸出t0cos(ωdt﹣??0)固定定目目標(biāo)標(biāo)：：U∑in相鄰鄰重重復(fù)復(fù)周周期期多多普普勒勒頻頻率率形形成成的的相相位位差差脈沖沖的的包包絡(luò)絡(luò)相相當(dāng)當(dāng)于于連連續(xù)續(xù)波波輸輸出出的的采采樣樣

固定定目目標(biāo)標(biāo)：：運(yùn)動(dòng)動(dòng)目目標(biāo)標(biāo)：：輸出出為為包包絡(luò)絡(luò)調(diào)調(diào)制制脈脈沖沖串串，，包包絡(luò)絡(luò)調(diào)調(diào)制制頻頻率率為為多多卜卜勒勒頻頻率率檢波輸出為等幅脈沖串檢波波器器輸輸出出相位檢波隔直流輸出相鄰鄰PRI動(dòng)目目標(biāo)標(biāo)回回波波時(shí)時(shí)延延差差相鄰鄰重重復(fù)復(fù)周周期期延延遲遲時(shí)時(shí)間間變變化化小小相鄰鄰重重復(fù)復(fù)周周期期高高頻頻相相位位變變化化大大

相鄰鄰PRI動(dòng)目目標(biāo)標(biāo)回回波波高高頻頻相相位位差差同等等條條件件下下，，利利用用高高頻頻相相位位差差檢檢測(cè)測(cè)動(dòng)動(dòng)目目標(biāo)標(biāo)靈靈敏敏度度更更高高§8.1.3盲速速和和頻頻閃閃盲速速?gòu)牟刹蓸訕由仙峡纯?，，所所有有采采樣樣都都發(fā)發(fā)生生在在正正弦弦波波的的同同一一相相位位點(diǎn)點(diǎn)上上此時(shí)時(shí)：：原因因：：目標(biāo)標(biāo)具具有有徑徑向向速速度度vr，但但其其回回波波經(jīng)經(jīng)過(guò)過(guò)相相位位檢檢波波器器后后輸輸出出為為一一串串等等幅幅脈脈沖沖，，vr為盲盲速速。。Ur2Ur1Uk△?U∑頻閃閃完全全沒(méi)沒(méi)有有多多值值的的測(cè)測(cè)量量為為：：Ur2Ur1Uk△?U∑或速度度測(cè)測(cè)量量有有多多值值性性現(xiàn)象象：：原因因：：脈沖沖工工作作狀狀態(tài)態(tài)是是對(duì)對(duì)連連續(xù)續(xù)波波工工作作的的采采樣樣，，取取樣樣后后的的波波形形和和頻頻譜譜都都會(huì)會(huì)發(fā)發(fā)生生變變化化。。

相檢器輸出：相鄰脈沖相差：Ur1Ur22πUkωdFd=0fd=frτTrFdfdtτTrfdFdtUr2Ur1Δ?Uk盲速速與與頻頻閃閃的的矢矢量量圖圖及及波波形形圖圖分分析析Fdfd0fr2fr第二二節(jié)節(jié)MTI雷達(dá)達(dá)工工作作原原理理及及組組成成§8.2.1基本本工工作作原原理理相參參電電壓壓獲獲取取固定定雜雜波波消消除除關(guān)鍵鍵§8.2.2獲得得相相參參振振蕩蕩電電壓壓的的方方法法中頻頻全全相相參參動(dòng)動(dòng)目目標(biāo)標(biāo)顯顯示示§8.2.3消除除固固定定目目標(biāo)標(biāo)回回波波相位位檢檢波波器器的的輸輸出出消除除固固定定回回波波的的方方法法頻譜譜抑抑制制法法對(duì)消消法法濾波波器器組組，，每每個(gè)個(gè)濾濾波波單單元元抑抑制制其其中中一一個(gè)個(gè)nfr相鄰鄰重重復(fù)復(fù)周周期期信信號(hào)號(hào)相相減減，，固固定定目目標(biāo)標(biāo)由由于于振振幅幅不不變變而而相相互互抵抵消消；；動(dòng)動(dòng)目目標(biāo)標(biāo)相相減減后后剩剩下下相相鄰鄰重重復(fù)復(fù)周周期期振振幅幅變變化化的的部部分分作作為為輸輸出出。。固定目標(biāo)回波波和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)標(biāo)回波均會(huì)形形成輸出相消設(shè)備特性性對(duì)消法延時(shí)Tr包絡(luò)振幅相消器輸出相消器輸出相消設(shè)備輸出出響應(yīng)盲速盲速對(duì)動(dòng)目標(biāo)具有有最佳響應(yīng)頻域觀點(diǎn)數(shù)字相消器采樣保持電路模數(shù)轉(zhuǎn)換電路數(shù)字延遲線相減器數(shù)模轉(zhuǎn)換電路相干視頻延遲數(shù)字信號(hào)相消視頻輸出習(xí)題第三節(jié)盲速速盲相的影響響及其解決途途徑盲速及消除盲盲速的方法§8.3.1盲速n=1時(shí)為第一盲速速第一盲速——重復(fù)周期內(nèi)目目標(biāo)走過(guò)的距距離為半個(gè)波波長(zhǎng)測(cè)速模糊和測(cè)測(cè)距模糊的關(guān)關(guān)系例：測(cè)速模糊與測(cè)測(cè)距模糊矛盾盾最大單值不模模糊距離參差重復(fù)頻率率解測(cè)速模糊§8.3.2盲相點(diǎn)盲相和連續(xù)續(xù)盲相由相位檢波器器特性所引起起，減弱雷達(dá)達(dá)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)標(biāo)的檢測(cè)能力力。基準(zhǔn)電壓方向向相檢器輸出對(duì)消輸出點(diǎn)盲相差矢量連續(xù)盲相后果果：可能使得在某某次天線掃描描時(shí)丟失在強(qiáng)強(qiáng)雜波背景下下的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)標(biāo)。解決辦法：改進(jìn)相位檢檢波器的特性性解決盲相問(wèn)問(wèn)題（早期））使用矢量對(duì)消消器解決盲相相問(wèn)題(現(xiàn)代)連續(xù)盲相中頻對(duì)消、正正交雙通道處處理習(xí)題第四節(jié)回回波和雜波波的頻譜及及目標(biāo)顯示濾濾波器作用：了解運(yùn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波波和雜波在頻頻譜結(jié)構(gòu)上的的區(qū)別，以達(dá)達(dá)到抑制固定定雜波、顯示示運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回回波的目的。。目標(biāo)回波的頻頻譜特性§8.4.1目標(biāo)回波和雜雜波的頻譜特特性雷達(dá)發(fā)射相參參脈沖串，脈脈寬為τ，重復(fù)頻率為為fr。天線不掃描時(shí)時(shí)，目標(biāo)回波波為無(wú)限等幅幅脈沖串。掃描時(shí)，設(shè)天天線方向圖可可用高斯函數(shù)數(shù)來(lái)表示則，收到的回回波脈沖串的的包絡(luò)函數(shù)為為則，回波為fd+fr-fd+fr雜波頻譜天線不掃描時(shí)，雜波頻譜位于nfr處，可用對(duì)消器完全濾除天線掃描時(shí)，雜波譜展寬內(nèi)部運(yùn)動(dòng)雜波平均速度度為零而只有有內(nèi)部起伏時(shí)時(shí)，雜波的頻頻譜位置在nfr上，但每根譜譜線均展寬固定雜波分布雜波展寬使得對(duì)消消器不能很好好的濾去雜波波，有多卜勒勒頻移時(shí)，應(yīng)應(yīng)使濾波器凹凹口對(duì)準(zhǔn)雜波波譜的平均多多卜勒位置如果雜波有平平均速度，則則會(huì)產(chǎn)生多卜卜勒頻移§8.4.2動(dòng)目標(biāo)顯示濾濾波器地雜波的功率率譜信號(hào)S(f)最佳濾波器的的頻響實(shí)際雜波抑制制濾波器只能使濾波器器特性的凹口口基本上和雜雜波梳狀譜的的寬度相當(dāng)，為準(zhǔn)最佳濾濾波。均勻分量的功功