雷达基本理论与基本原理 联系客服

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采用低噪声放大器是为了提高接收机的噪声系数 (3) 混频器

混频器将输入的射频信号转换为中频信号,因为一般来说,接收机处理中频信号比处理射频信号要容易很多。

(4) 中频放大器

经过混频器下变频处理所得的中频信号通过中频放大器进一步放大,以便正交混频器提取出所需的回波幅度和相位信息。

脉冲多普勒雷达的信号处理模型

相参检波相参基准中频信号距离门缓存动目标检测(MTD)恒虚警处理判决(CFAR)A/D90o距离门脉冲压缩相参检波A/D

1) 正交检波

为了得到回波信号的相位差信息,通常采用正交检波将相位差的变化转化成输出电压的变化,在雷达信号处理中,I/Q检波是广为采用的技术。将I/Q检波结果通过低通滤波器等装置后,最终输出结果为:

?4?R?I通道:V1?Acos????

????4?R?Q通道:V2?Asin????

???可见,经过I、Q检波后,保留了接收信号中关于目标距离的延迟相位和原始相位信息。 2) A/D采样

经过I、Q正交检波的信号可由A/D变换器离散化采样,并提供给数字信号处理系统做进一步处理。

(昨天在请教师兄的过程中,师兄指出,当前的雷达信号处理机制中,一般把A/D采样放在检波前面,从而实现数字检波,具体实现过程如何,

有待进一步的学习。) 3) 距离波门

距离波门将脉冲之间的时间间隔分成许多小单元或距离波门。距离选通能消除过多的同信号抗争的接收机噪声及杂波,并可实现目标跟踪和测距。 4) 脉冲压缩

在匹配滤波器理论的指导下,为了获得线性调频信号(通过请教师兄得知,并不是所有的雷达信号处理都会用到脉冲压缩,这跟信号的调频方式有关,在线性调频中,有必要用脉冲压缩,具体原则如何,我会通过进一步学习获知)的大带宽所对应的高距离分辨能力,必须对接收到的线性调频信号的宽脉冲回波进行压缩滤波处理,使其变成窄脉冲。脉冲压缩处理的功能就是将接收到的宽脉冲信号变成窄脉冲信号而保持信号能量不变,以获得较高的距离分辨率和较远的作用距离,经脉冲压缩后,信噪比有大幅度提高,但与杂波相比,目标信号仍很弱,所以还要将杂波抑制后才能进行检测。接下来将信号进行多普勒处理即FFT,载频域进行积累,这样可以抑制杂波改善信噪比。

5) 动目标检测

为了在动目标的检测中获得好的检测效果,通常先采用MTI滤除固定杂波,再采用MTI+FFT方法实现动目标检测。MTI滤波器通常就是设计一组合适的滤波器系数,使能有效的抑制杂波,并保证目标信号能良好的通过。多普勒滤波器组是覆盖预期运动目标多普勒频移范围的一组邻接的窄带滤波器组,目标相对雷达的径向速度不同,即多普勒频移不同时,它将落入不同的窄带滤波器,因此,窄带多普勒滤波器组起到了实现速度分辨和精确测量的目的。具体做法是对每个脉冲同一距离单元的一组数据做FFT来得到等效的滤波组,比较经过MTD后的信号,若在某个通道出现运动目标的强回波信号,则可以确认目标所在的多普勒滤波器即为该通道。

6) 恒虚警处理

由于脉冲多普勒雷达常常采用机载下视或类似的工作条件,因此由不同的地物回波所形成的杂波的强度和分布情况极为复杂。为了在这样复杂的杂波环境中检测出所关心的运动目标回波,要求脉冲多普勒雷达必须采取某种(CFAR处理技术,以便在杂波环境变化时,防止雷达的虚警概率发生太大的变化,同时保证一

定的检测概率。

最后,将进行适当CFAR处理之后的信号送去与检测门限比较,由超过门限的信号所对应的距离门和多普勒滤波器的位置得出目标的距离和速度。