雷達原理（第6版） 課件 第7、8章 角度測量、運動目標檢測

角度測量第七章雷達原理（第6版）高等學校電子信息類精品教材01概述PARTONE一、概述

一、概述02測角方法及比較PARTTWO二、測角方法及比較1.相位法測角

二、測角方法及比較圖7.2所示為一個相位法測角的框圖。接收信號經(jīng)過混頻、放大后再加到相位比較器中進行比相。其中自動增益控制電路用來保證中頻信號幅度穩(wěn)定，以免幅度變化引起測角誤差。1.相位法測角二、測角方法及比較2.振幅法測角

二、測角方法及比較

2.振幅法測角二、測角方法及比較2.等信號法等信號法測角采用兩個相同且彼此部分重疊的波束，其方向圖如圖7.7（a）所示。2.振幅法測角二、測角方法及比較2.振幅法測角等信號法的主要優(yōu)點如下:（1）測角精度比最大信號法高，因為等信號軸附近方向圖斜率較大，目標略微偏離等信號軸時，兩信號強度變化比較顯著。由理論分析可知，對收發(fā)共用天線的雷達，精度約為波束半功率寬度的2%，比最大信號法高約個量級。（2）根據(jù)兩個波束收到的信號強弱可判別目標偏離等信號軸的方向，便于自動測角。等信號法的主要缺點：一是測角系統(tǒng)較復雜；二是等信號軸方向不是方向圖的最大值方向，故在發(fā)射功率相同的條件下，作用距離比最大信號法小些。若兩波束交點選擇在最大值的0.7~0.8處，則對收發(fā)共用天線的雷達，作用距離比最大信號法減小20%~30%。等信號法常用來進行自動測角，即應用于跟蹤雷達中。2.振幅法測角03天線波束的掃描方法PARTTHREE三、天線波束的掃描方法1.波束形狀和掃描方法1.扇形波束扇形波束的水平面和垂直面內的波束寬度有較大差別，主要掃描方式是圓周掃描和扇掃。圓周掃描時，波束在水平面內做360°圓周運動(見圖7.9)，可觀察雷達周圍目標并測定其距離和方位角坐標。當需要對某一區(qū)域特別仔細觀察時，波束可在所需方位角范圍內往返運動，即做扇形掃描三、天線波束的掃描方法2.針狀波束針狀波束的水平面和垂直面波束寬度都很窄。采用針狀波束可同時測量目標的距離、方位和仰角，且方位和仰角兩者的分辨力和測角精度都較高。主要缺點是因波束窄，掃完一定空域所需的時間較長，即雷達的搜索能力較差。1.波束形狀和掃描方法三、天線波束的掃描方法2.天線波束和掃描方法1.機械性掃描利用整個天線系統(tǒng)或其中某一部分的機械運動來實現(xiàn)波束掃描稱為機械性掃描。如環(huán)視雷達、跟蹤雷達，通常采用整個天線系統(tǒng)轉動的方法。機械性掃描的優(yōu)點是簡單。其主要缺點是機械運動慣性大，掃描速度不高。三、天線波束的掃描方法2.電掃描電掃描時，天線反射體、饋源等不必做機械運動。因無機械慣性限制，掃描速度可大大提高，波束控制迅速靈便，故這種方法特別適用于要求波束快速掃描及巨型天線的雷達中。電掃描的主要缺點是掃描過程中波束寬度將展寬，因而天線增益也要減小，所以掃描的角度范圍有一定限制。另外，天線系統(tǒng)一般比較復雜。根據(jù)實現(xiàn)時所用基本技術的差別，電掃描又可分為相位掃描法、頻率掃描法、時間延遲法等。2.天線波束和掃描方法三、天線波束的掃描方法3.頻率掃描法

04相控陣雷達PARTFOUR四、相控陣雷達1.概述中獲得了廣泛應用。20世紀60年代，為適應對人造地球衛(wèi)星及彈道導彈觀測的要求，相控陣雷達獲得了很大發(fā)展。由于技術進步及研制成本的降低，相控陣雷達技術逐漸推廣應用于多種戰(zhàn)術雷達及民用雷達。多種機載與星載合成孔徑相控陣雷達是軍民兩用雷達的一個重要例證。相控陣雷達是采用相控陣天線的雷達。相控陣雷達是一種電子掃描雷達。用電子方法實現(xiàn)天線波束指向在空間的轉動或掃描的天線稱為電子掃描天線或電子掃描陣列(ESA)天線。電子掃描天線按實現(xiàn)天線波束掃描的方法分為相位掃描(簡稱相掃)天線和頻率掃描(簡稱頻掃)天線，兩者均可歸入相控陣天線(PAA）的概念。四、相控陣雷達2.相控陣天線和相控陣雷達的特點1.天線波束快速掃描，實現(xiàn)多目標搜索、跟蹤與多種雷達功能天線波束快速掃描能力是相控陣天線的主要技術特點?？朔C械掃描（簡稱機掃）天線波束指向轉換的慣性及由此帶來的對雷達性能的限制，是最初研制相控陣天線的主要原因。相控陣雷達具有的多目標跟蹤與多種雷達功能的工作能力是基于相控陣天線波束快速掃描的技術特點。相控陣雷達能夠實現(xiàn)的主要功能有4種：邊搜索邊跟蹤(TMS)功能；跟蹤加搜索（TAS）功能；分區(qū)搜索功能；集中能量工作功能。四、相控陣雷達2.相控陣天線和相控陣雷達的特點2.具有多波束形成能力，實現(xiàn)高搜索數(shù)據(jù)率和跟蹤數(shù)據(jù)率相控陣天線的快速掃描和多波束形成能力，可以實現(xiàn)高搜索數(shù)據(jù)率和跟蹤數(shù)據(jù)率。數(shù)據(jù)率是反映雷達系統(tǒng)性能的一個非常重要的指標，它體現(xiàn)了相控陣雷達一些重要指標之間的相互關系。相控陣雷達的搜索數(shù)據(jù)率是指相鄰兩次搜索完給定空域的間隔時間的倒數(shù)。3．天線波束形狀捷變能力，實現(xiàn)自適應空間濾波和自適應空時處理能力相控陣天線波束形狀的捷變能力是實現(xiàn)自適應空間濾波及空時自適應處理的基礎。4．天線孔徑與雷達平臺共形能力的實現(xiàn)采用共形相控陣天線的機載預警雷達在工作方式上更易于實現(xiàn)全空域覆蓋，更易于將雷達、電子戰(zhàn)、通信、導航等電子系統(tǒng)進行綜合設計，構成綜合電子集成系統(tǒng)。四、相控陣雷達3.平面相控陣天線

四、相控陣雷達3.平面相控陣天線

四、相控陣雷達4.相控雷達的饋電和饋相方式相控陣雷達的饋電方式主要分為空間饋電和強制饋電(constrainedfeeding)兩種?？臻g饋電也稱光學饋電，實際上是采用空間饋電的功率分配/相加網(wǎng)絡實現(xiàn)的。采用空間饋電方式可以省掉許多加工要求嚴格的高頻微波器件。與強制饋電相比，對于波長較短(如S、C、X、Ku和Ka)的情況來說，它具有一些明顯的優(yōu)點。強制饋電系統(tǒng)采用波導、同軸線、板線、微帶線等微波傳輸線實現(xiàn)功率分配網(wǎng)絡(對發(fā)射陣)或功率相加網(wǎng)絡(對接收陣)以完成對發(fā)射信號的分配或對接收信號的相加。強制饋電分并聯(lián)饋電、串聯(lián)饋電和混合饋電3種。從保證相控陣雷達天線的寬帶性能考慮，并聯(lián)強制饋電的方式在大部分相控陣雷達中得到了廣泛的應用。四、相控陣雷達4.相控雷達的饋電和饋相方式1.空間饋電方式（1）透鏡式空間饋電陣列圖7.26(a)示出了透鏡式空間饋電天線陣，主要包括收集陣面和輻射陣面兩部分。收集陣面又稱為內天線陣面，輻射陣面也可稱為外天線陣面。（2）反射式空間饋電陣列圖7.26(b)示出了反射式空間饋電陣列，它的收集陣面與輻射面是同一陣面，無論天線處于發(fā)射工作狀態(tài)還是接收工作狀態(tài)，每個天線單元收到的信號，經(jīng)過移相器移相后，都被短路器全反射再從陣面輻射出去。四、相控陣雷達4.相控雷達的饋電和饋相方式四、相控陣雷達4.相控雷達的饋電和饋相方式2.強制并聯(lián)饋電方式圖7.29所示的發(fā)射天線陣強制并聯(lián)情電網(wǎng)絡可以是等功率分配網(wǎng)絡，也可以是不等功率分配網(wǎng)絡，其中部分功率分配器采用隔離式的，以增加各路饋線之間反射信號的隔離度。一個功率分配器的功率分配路數(shù)根據(jù)具體情況是可以變化的。四、相控陣雷達4.相控雷達的饋電和饋相方式3.強制串聯(lián)饋電方式串聯(lián)饋電、并聯(lián)饋相方式示意圖如圖7.31所示。四、相控陣雷達1.PIN二極管移相器利用PN二極管在正偏和反偏狀態(tài)下具有不同阻抗或其開關特性，可構成多種形式的移相器。5.移相器四、相控陣雷達2.鐵氧化移相器鐵氧體移相器的基本原理是利用外加直流磁場改變波導內鐵氧體的導磁系數(shù)，從而改變電磁波的相速，得到不同的相移量。5.移相器四、相控陣雷達1.T/R組件的組成典型TR組件的組成框圖如圖7.42所示。該圖是收發(fā)合一的有源相控陣雷達中的T/R組件框圖，主要包括發(fā)射支路、接收支路及發(fā)射與接收支路的射頻轉換開關和移相器等。6.T/R組件的組成與主要功能四、相控陣雷達2.T/R組件的主要功能（1）對發(fā)射信號進行功率放大。（2）接收信號的放大和變頻。（3）實現(xiàn)波束掃描的相移及波束控制。（4）變極化的實現(xiàn)。（5）T/R組件的監(jiān)測功能。6.T/R組件的組成與主要功能05數(shù)字陣列雷達PARTFIVE五、數(shù)字陣列雷達數(shù)字陣列達(DARDigitalArrayRadar)是一種接收束和發(fā)射束都采用數(shù)字波束形成(DBFDigitalBeamForming)術的全數(shù)字有源相控陣列雷達。數(shù)字陣列雷達是有源相控陣雷達和數(shù)字雷達的最新發(fā)展方向。數(shù)字陣列雷達的核心部件是數(shù)字式T/R組件(DigitalT/RModule)，或稱數(shù)字T/R模塊，它包括一個完整的發(fā)射通道和一個完整的接收通道?；谥苯訑?shù)字合成器(DDS，DiretDigitalSynthEsizer)的數(shù)字式TR組件是數(shù)字陣列雷達的關鍵部件。在發(fā)射通道，把輸入的數(shù)字信號轉換為射頻信號，發(fā)射信號所需的頻率、相位和幅度完全用數(shù)字方法實現(xiàn)：在接收通道，把接收到的每個陣元的射頻回波信號通過下變頻和中頻A/D采樣數(shù)字鑒相技術轉換為I、正交數(shù)字信號。1.概述五、數(shù)字陣列雷達全數(shù)字化的有源相控陣列雷達不僅接收波束形成以數(shù)字方式實現(xiàn)，而且發(fā)射波束形成同樣也以數(shù)字技術實現(xiàn)，數(shù)字波束形成技術充分利用陣列天線各陣元所獲得的空間信號信息，通過信號處理技術實現(xiàn)波束形成、目標跟蹤以及空間千擾信號的置零。數(shù)字波束形成可以形成單個或多個獨立可控的波束而不損失信噪；波束特性由權矢量控制，因而可實現(xiàn)可編程控、靈活多變。數(shù)字波束形成的很多優(yōu)點是模擬波束形成不可能具備的，它在雷達系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及電子對抗系統(tǒng)中得到了廣泛應用。數(shù)字陣列雷達正在逐步代替采用傳統(tǒng)射頻T/R組件的有源相控陣雷達，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?.概述五、數(shù)字陣列雷達1.主要組成數(shù)字陣列雷達的基本結構框圖如圖7.46所示,主要由數(shù)字T/R組件、數(shù)字波束形成(DBF)、信號處理器、控制處理器和基準時鐘等部分組成。2.數(shù)字陣列雷達的組成和工作原理五、數(shù)字陣列雷達2.DAR的DBF概念圖7.47示出了DAR的DBF概念示意圖。圖7.47(a)為幾種潛在的收、發(fā)波束的DBF模式；圖7.47(b)示出了將陣元合成為若干子陣實現(xiàn)模擬波束形成，然后將每一子陣輸出的I、Q數(shù)字信號進行復加權再求和，從而實現(xiàn)數(shù)字波束形成。2.數(shù)字陣列雷達的組成和工作原理五、數(shù)字陣列雷達3.數(shù)字T/R組件的組成和特點1.數(shù)字T/R組件及其工作原理數(shù)子式TR組件可以看成是一種視頻T/R組件。視頻TR組件可分為兩種：第一種T/R組件發(fā)射支路的輸入信號為射頻信號，接收支路的輸出信號，即接收機輸出端輸出為正交雙通道數(shù)字信號；第二種TR組件中發(fā)射支路輸入信號和接收支路輸出信號均為數(shù)字化的視頻信號。上述第二種視頻T/R組件因發(fā)射通道的輸入信號和接收通道的輸出信號均為數(shù)字量化的視頻信號，故可稱為數(shù)字式T/R組件。一種比較典型的基于DDS的數(shù)字式T/R組件的工作原理如圖7.48所示。五、數(shù)字陣列雷達2.數(shù)字T/R組件的特點（1）發(fā)射激勵信號與接收本振信號均以數(shù)字方式產(chǎn)生。（2）易于產(chǎn)生復雜的信號波形。（3）通過改變加到DDS中相位累加器的數(shù)字控制碼可以實現(xiàn)移相器和衰減器的功能，因此在T/R組件發(fā)射與接收支路的射頻部分不再需要模擬移相器和衰減器。（4）這種TR組件可集波形變化和波束變化于一身，具有良好的可重復性和可靠性。3.數(shù)字T/R組件的組成和特點五、數(shù)字陣列雷達用數(shù)字技術實現(xiàn)波束形成，稱為數(shù)字波束形成(DBF)。圖7.50示出了數(shù)字波束形成的原理框圖。前面講述的數(shù)字波束形成，實際上是在接收狀態(tài)下的數(shù)字波束形成，通常簡稱為接收數(shù)字波束形成。4.接收數(shù)字波束形成五、數(shù)字陣列雷達在數(shù)字陣列雷達中，發(fā)射數(shù)字波束形成是將傳統(tǒng)的相控陣雷達發(fā)射波束形成所需的幅度加權和移相器從射頻部分轉移到數(shù)字部分來實現(xiàn)，從而形成發(fā)射波束。從圖7.52可見，視頻控制信號分配系統(tǒng)是一個數(shù)字總線系統(tǒng)。其信號波形的產(chǎn)生和波束形成的控制信號以及時鐘頻率分別要傳送至每一個天線單元的數(shù)字T/R模塊的DDS的各相關輸入端。5.發(fā)射數(shù)字波束形成06三坐標雷達PARTSIX六、三坐標雷達

1.三坐標雷達的數(shù)據(jù)率六、三坐標雷達通常的三坐標雷達采用在方位角上機械掃描以測定目標的距離和方位角，在方位上機械慢掃的同時在仰角方向波束用電掃描進行快速掃描以測定仰角。針狀波束在仰角的快掃可以采用相位掃描的辦法，也就是對陣天線每行陣元饋電輸出端的移相器進行電控。2.單波束三坐標雷達六、三坐標雷達1.偏焦多波束三坐標雷達圖7.59所示稱為偏焦多波束三坐標雷達，天線的饋源為多個喇叭，在拋物面反射體的焦平面上垂直排列，由于各喇叭相繼偏離焦點，故在仰角平面上可以形成彼此部分重疊的多個波束。2．脈內頻掃系統(tǒng)根據(jù)前面討論的頻率掃描原理，對于一個頻率掃描天線陣列，若激勵信號的頻率不同，則其波束指向也不同。從原理上來說，采用多個頻率不同的信號同時激勵，則會同時產(chǎn)生多個指向不同的波束。3.多波束三坐標雷達六、三坐標雷達仰角測量范圍是雷達天線波束在仰角上的覆蓋范圍或掃描范圍。5.仰角測量范圍和高度測量07自動測角原理PARTSEVEN七、自動測角原理自動測角時，天線能自動跟蹤目標，同時將目標的坐標數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)傳遞系統(tǒng)送到計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。波束在做圓錐掃描的過程中，繞著天線旋轉軸旋轉。因天線旋轉軸方向是等信號軸方向，故掃描過程中這個方向天線的增益始終不變。當天線對準目標時，接收機輸出的回波信號為一串等幅脈沖。1.圓錐掃描自動測角系統(tǒng)七、自動測角原理單脈沖自動測角屬于同時波瓣測角法。在一個角平面內，兩個相同的波束部分重疊，其交疊方向即為等信號軸。將兩個波束同時接收到的回波信號振幅進行比較，即可取得目標在該平面上的角誤差信號，然后將此誤差信號電壓放大變換后加到驅動電機，控制天線向減小誤差的方向運動。2.振幅和差單脈沖雷達七、自動測角原理相位和差單脈沖雷達是基于相位法測角原理工作的。在7.2節(jié)中，已介紹了比較兩天線接收信號的相位可以確定目標的方向。若將比相器輸出的誤差電壓經(jīng)過變換、放大后加到天線驅動系統(tǒng)上，則可通過天線驅動系統(tǒng)控制天線波束運動，使之始終對準目標，實現(xiàn)自動方向跟蹤。3.相位和差單脈沖雷達感謝觀看汽車服務禮儀（第2版）普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材運動目標檢測第八章雷達原理（第6版）高等學校電子信息類精品教材01多普勒效應及其在雷達中的應用PARTONE1.多普勒效應多普勒效應是指當發(fā)射源和接收者之間有相對徑向運動時，接收到的信號頻率將發(fā)生變化。這一物理現(xiàn)象首先在聲學上由物理學家克里斯頓·多普勒于1842年發(fā)現(xiàn)，1930年左右開始將這一規(guī)律運用到電磁波范圍。雷達應用日益廣泛以及對其性能要求的提高，推動了利用多普勒效應來改善雷達工作質量的進程。一、多普勒效應及其在雷達中的應用1.多普勒效應

一、多普勒效應及其在雷達中的應用1.多普勒效應

一、多普勒效應及其在雷達中的應用1.多普勒效應這就是多普勒頻率，它正比于相對運動的速度而反比于工作波長λ。當目標飛向雷達站時，多普勒頻率為正值，接收信號頻率高于發(fā)射信號頻率；而當目標背離雷達站飛行時，多普勒頻率為負值，接收信號頻率低于發(fā)射信號頻率。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，則它在單位時間內收到的振蕩數(shù)目與振蕩源發(fā)出的數(shù)目相同，即二者頻率相等。如果振蕩源與按收者之間有相對接近的運動，則接收者在單位時間內收到的振蕩數(shù)目要比它不動時多一些，也就是接收頻率增高；當二者做背向運動時，結果相反。一、多普勒效應及其在雷達中的應用1.多普勒效應2.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)射信號可以表示為該頻率稱為多普勒頻率，即回波信號的頻率比起發(fā)射頻率有有關多普勒頻移一、多普勒效應及其在雷達中的應用2.多普勒信息的提取1.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)頻率的差頻電壓，即多普勒頻率電壓。這時的基準電壓通常稱為相參(干)電壓，而完成差頻比較的檢波器稱為相于檢波器。相干檢波器就是一種相位檢波器，在其輸入端除了加基準電樂外，還有需要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)波多勒達的原理性組成圖、獲取多勒頻率的養(yǎng)拍量圖及主要點的頻譜圖。一、多普勒效應及其在雷達中的應用2.多普勒信息的提取1.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)頻率的差頻電壓，即多普勒頻率電壓。這時的基準電壓通常稱為相參(干)電壓，而完成差頻比較的檢波器稱為相于檢波器。相干檢波器就是一種相位檢波器，在其輸入端除了加基準電樂外，還有需要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)波多勒達的原理性組成圖、獲取多勒頻率的養(yǎng)拍量圖及主要點的頻譜圖。一、多普勒效應及其在雷達中的應用2.多普勒信息的提取

02動目標顯示雷達的工作原理及其主要組成PARTTWO二、動目標顯示雷達的工作原理及其主要組成1.基本工作原理從8.1節(jié)分析可以看出，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必須在相位檢波器的輸入端加上基準電壓(或稱相參電壓)，該電壓應和發(fā)射信號頻率相參并保存發(fā)射信號的初相，且在整個接收信號期間連續(xù)存在。工程上，基準電壓的頻率常選在中頻。這個基準電壓是相位檢波器的相位基準，各種回波信號均與基準電壓比較相位。從相位檢波器輸出的視頻脈沖有固定目標的等幅脈沖串和運動目標的調幅脈沖串。通常在送到終端(顯示器或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng))去之前要將固定雜波消去，故要采用相消設備或雜波濾波器，濾去雜波干擾而保存運動目標信息。下面將著重討論相參電壓的獲取和固定雜波消除這兩個特殊問題。二、動目標顯示雷達的工作原理及其主要組成2.獲得相參振蕩電壓的方法

二、動目標顯示雷達的工作原理及其主要組成2.獲得相參振蕩電壓的方法

二、動目標顯示雷達的工作原理及其主要組成2.獲得相參振蕩電壓的方法

二、動目標顯示雷達的工作原理及其主要組成2.獲得相參振蕩電壓的方法加之超外差接收通常在中頻進行主要放大，并將中頻信號送到相位檢波器，因此，典型動目標顯示的相參振蕩器均工作于中頻，在中頻上實現(xiàn)鎖相，其組成框圖如圖8.8所示。鎖相電壓直接由發(fā)射機取出，避免了收發(fā)開關可能帶來的干擾，從而保證了鎖相質量。高頻鎖相電壓與回波信號用同一本振電壓混頻，然后將混頻所得的中頻鎖相電壓加到相參振蕩器輸入端。用這個鎖相電壓鎖定的中頻相參振蕩器電壓可以作為相位檢波器的基準電壓。發(fā)射信號和本振信號的隨機初相在比較相位時均可以消去。二、動目標顯示雷達的工作原理及其主要組成3.消除固定目標回波1.相消設備特性二、動目標顯示雷達的工作原理及其主要組成3.消除固定目標回波

二、動目標顯示雷達的工作原理及其主要組成3.消除固定目標回波

二、動目標顯示雷達的工作原理及其主要組成3.消除固定目標回波2.數(shù)字式相消器相消器需要延遲線將信號延遲一個脈沖重復周期并和未延遲的信號相減。在早期用模擬信號進行處理時，延遲線是一個很關鍵的部件，先后采用過超聲延遲線、申荷合器件(CCD)延遲線等來實現(xiàn)信號的周期延遲，效果均不理想。近20年來，隨著大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路(LSIVLSI)的迅猛發(fā)展，已經(jīng)完全可以用數(shù)字技術來實現(xiàn)信號的存儲、延遲和各種實時運算。用數(shù)字延遲線代替模擬延遲線是數(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，平時不需要調整，便于維護使用，且體積小、質量輕。此外，數(shù)字式對消器還具有一些特點：①容易得到長的延時，因而便于實現(xiàn)多脈沖對消，以改善濾波器頻率特性；②容易實現(xiàn)重復周期的參差跳變，以消除盲速并改善速度響應特性；③容易和其他數(shù)字式信號處理設備(如數(shù)字式信號積累器等)配合，以提高雷達性能；④動態(tài)范圍可做得較大?？傊?，它可以實現(xiàn)更為完善和靈活的信號處理功能。二、動目標顯示雷達的工作原理及其主要組成3.消除固定目標回波數(shù)字式相消器的簡單組成如圖8.11所示。作為模擬和數(shù)字信號的接口，首先要把從相位檢波器輸出的模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號。模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號要經(jīng)過時間取樣和幅度分層兩步。以時鐘脈沖控制取樣保持電路對輸入相參視頻信號取樣，被時間量化的取樣信號送到模數(shù)轉換電路(A/D變換器)進行幅度分層，轉為數(shù)字信號輸出。數(shù)字信號的延遲可用存儲器完成，將數(shù)字信號按取樣順序寫入存儲器內，當下一個重復周期的數(shù)字信號到來時，由存儲器中讀出同一距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。這個數(shù)字信號可以很方便地用來作其他數(shù)字處理(如積累、恒虛警等)，如果需要模擬信號作為顯示，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。03盲速、盲相的影響及其解決途徑PARTTHREE三、盲速、盲相的影響及其解決途徑1.盲速

三、盲速、盲相的影響及其解決途徑1.盲速

三、盲速、盲相的影響及其解決途徑1.盲速

三、盲速、盲相的影響及其解決途徑2.盲相

三、盲速、盲相的影響及其解決途徑2.盲相可以形象地用矢量圖來說明相消器的輸出。速運動目標的回波信號用圍繞基準電壓均勻旋轉的一個矢量來表示，旋轉的速度等于其多普勒頻率。相檢器的輸出為該矢量沿基準電壓方向的投影。一次對消器的輸出則為相鄰重復周期差矢量在基準電壓軸方向的投影，如圖8.16(a)所。當差量垂直于該軸時，投影長度為零而出現(xiàn)點盲相。用單路相位檢波器時，只能得到信號矢量在基準電壓軸上的投影值，形成回波振幅的多普勒調制且可能出現(xiàn)點盲相，這些都會給檢測性能帶來損失。此外，回波振幅的多普勒調制還會使輸出脈沖串的包絡失真，這會給角度的測量造成困難。三、盲速、盲相的影響及其解決途徑2.盲相如果運動目標回波疊加在固定雜波上，則在一般情況下也將產(chǎn)生點盲相。但在強的雜波背景時，情況可能發(fā)生變化，這時的矢量圖如圖8.16(c)所示?；夭ǒB加在很強的雜波上，可能產(chǎn)生連續(xù)盲相：接收機的限幅作用使動目標和固定雜波的合成矢量變成端點在限幅電平的一小段圓弧上來回擺動的矢量；雜波相對于基準信號的相位不同時，所占弧的位置也不一樣，如果碰到像OO”那樣的固定雜波相位，其合成矢量經(jīng)過限幅以后端點在cd之間擺動；差不多在所有情況下差矢量均垂直于基準軸，相消器幾乎沒有輸出。這種情況稱為連續(xù)盲相，即對于一定相位的固定雜波，疊加在它上面的運動目標回波將連續(xù)丟失。在實際工作中，對于連續(xù)盲相應給予充分注意，因為它可能使得在某次天線掃描里丟失在強雜波背景上的運動目標。早期用單路一次相消器時，曾設法用改進相位檢波器的特性來解決盲相問題。目前由于對動目標顯示性能的要求更高，而信號處理的數(shù)字技術也可以提供更好的手段，將采用矢量對消器來解決盲相和回波振幅的多普勒調制問題。04回波和雜波的頻譜及動目標顯示濾波器PARTFOUR四、回波和雜波的頻譜及動目標顯示濾波器1.目標回波和雜波的頻譜特性

四、回波和雜波的頻譜及動目標顯示濾波器1.目標回波和雜波的頻譜特性2.雜波頻譜圖8.20所示是典型雜波功率頻率的一個例子。這些數(shù)據(jù)適用頻率為1000MHz。實驗測度的雜波功率譜可用用下式近似表示四、回波和雜波的頻譜及動目標顯示濾波器1.目標回波和雜波的頻譜特性

四、回波和雜波的頻譜及動目標顯示濾波器2.動目標顯示濾波器

四、回波和雜波的頻譜及動目標顯示濾波器2.動目標顯示濾波器

四、回波和雜波的頻譜及動目標顯示濾波器2.動目標顯示濾波器

四、回波和雜波的頻譜及動目標顯示濾波器2.動目標顯示濾波器

四、回波和雜波的頻譜及動目標顯示濾波器2.動目標顯示濾波器

05動目標顯示雷達的工作質量及質量指標PARTFIVE五、動目標顯示雷達的工作質量及質量指標1.質量指標

五、動目標顯示雷達的工作質量及質量指標1.質量指標

五、動目標顯示雷達的工作質量及質量指標1.質量指標

五、動目標顯示雷達的工作質量及質量指標2.影響系統(tǒng)工作質量的因素

五、動目標顯示雷達的工作質量及質量指標2.影響系統(tǒng)工作質量的因素

06動目標檢測（MTD）PARTSIX六、動目標檢測（MTD）1.限幅的影響和線性MTI

六、動目標檢測（MTD）1.限幅的影響和線性MTI

六、動目標檢測（MTD）1.限幅的影響和線性MTI2.線性MTI的實現(xiàn)由于雷達收到的雜波回波強度很大，為了避免產(chǎn)生限幅，就應當采用動態(tài)范圍達60dB或80~90dB的高頻和中頻放大器。一般的高頻放大器，特別是中頻放大器不可能有這樣大的動態(tài)范圍，只有借助于增益控制。在動