第八章運動目標檢測及測速第二節MTI雷達工作原理及組成§8.2.1基本工作原理相參電壓獲取固定雜波消除相位檢波器的輸入端加上在整個接收信號期間連續存在的基準電壓（和發射信號頻率相參且保存發射信號的初相），各種回波信號均與基準電壓比較相位；相檢器輸出的視頻脈沖串（固等幅，動調幅），在送到終端前將采用相消設備消去固定雜波，保存運動目標信息。§8.2.2獲得相參振蕩電壓的方法中頻全相參動目標顯示此時的相位為ωct+ω0tr+φc鎖相相參動目標顯示脈沖調制器磁控管發射機收發開關混頻器穩定本振混頻器中頻相參振蕩器相位檢波器中頻放大器對消器高頻鎖相脈沖中頻鎖相脈沖相參電壓中頻回波對消視頻中頻回波高頻回波脈沖每一重復周期的發射脈沖高頻起始相位是隨機的，不是全相干。為得到與發射脈沖起始相位保持嚴格關系的基準電壓，可用高頻鎖相或中頻鎖相（對應于高頻相檢和中頻相檢），即在發射脈沖中取出很少一部分能量用以控制高頻或中頻相干振蕩的相位，使其與發射脈沖相位同步。§8.2.3消除固定目標回波相位檢波器的輸出消除固定回波的方法頻譜抑制法對消法濾波器組，每個濾波單元抑制其中一個nfr相鄰重復周期信號相減，固定目標由于振幅不變而相互抵消；動目標相減后剩下相鄰重復周期振幅變化的部分作為輸出。相消設備特性時域觀點延遲一個Tr相減相消后的信號包絡包絡振幅當時，最大，即對動目標有最佳響應當時，輸出振幅為零，出現盲速相消設備輸出速度響應頻域觀點數字相消器采樣保持電路模數轉換電路數字延遲線相減器數模轉換電路相干視頻延遲數字信號相消視頻輸出習題第三節盲速盲相的影響及其解決途徑盲速及消除盲速的方法§8.3.1盲速n

=1時為第一盲速第一盲速——重復周期內目標走過的距離為半個波長測速模糊和測距模糊的關系例：？常用解決辦法：首先保證測距無模糊，再解決測速模糊問題。最大單值不模糊距離設fr1

、fr2均滿足無模糊測距對消器輸出分別為：不采用參差重頻時：參差重復頻率對動目標顯示性能的影響同時盲速稱為等效第一盲速vr0'取n1、

n2互為質數采用參差重頻時：采用N個參差重復頻率時：§8.3.2盲相點盲相和連續盲相由相位檢波器特性所引起，減弱雷達對運動目標的檢測能力。基準電壓方向相檢器輸出對消輸出差矢量連續盲相后果：可能使得在某次天線掃描時丟失在強雜波背景下的運動目標。解決辦法：改進相位檢波器的特性解決盲相問題（早期）使用矢量對消器解決盲相問題(現代)中頻對消思路：直接取出反射回波的差矢量，可避免盲相和回波振幅的多普勒調制對于相參中頻信號，相鄰重復周期的動目標回波可分別寫為中頻對消器輸出電壓振幅中頻對消的缺點當中頻為重復頻率的整數倍，即時，中頻對消能消除零速的固定雜波，此時輸出中頻信號振幅為，當時，輸出也為零盲速。盲速是由于脈沖取樣工作方式產生的，因而中頻對消不能解決，只有用高重復頻率或參差重復頻率才能在一定范圍內解決盲速影響。正交雙通道處理零中頻處理零中頻處理的理論分析例：時，，ωd的正負無法判斷。習題第四節回波和雜波的頻譜及

動目標顯示濾波器作用：了解運動目標回波和雜波在頻譜結構上的區別，以達到抑制固定雜波、顯示運動目標回波的目的。目標回波的頻譜特性§8.4.1目標回波和雜波的頻譜特性雷達發散相參脈沖串，脈寬為τ，重復頻率為

fr。天線不掃描時，目標回波為無限脈沖串。調制信號：高頻連續振蕩：掃描時，設天線方向圖可用高斯函數來表示則，收到的回波脈沖串的包絡函數為則，回波為fd+fr-fd+fr雜波頻譜除固定建筑物外，雜波均屬于分布雜波，包含內部運動。天線不掃描時，固定雜波頻譜位于nfr處，用對消器可以全部濾去。天線掃描時，雜波譜展寬可用高斯函數表示：實驗測定，當頻率f=1GHz時，雜波功率譜可表示如下：關于雜波的總結雜波平均速度為零而只有內部起伏時，雜波的頻譜位置在

nfr上，但每根譜線均展寬。如果雜波有平均速度，則會產生多卜勒頻移。展寬使得對消器不能很好的濾去雜波，有多卜勒頻移時，應使濾波器凹口對準雜波譜的平均多卜勒位置。展寬影響MTI的質量。§8.4.2動目標顯示濾波器地雜波的功率譜信號S(f)

最佳濾波器的頻響實際雜波抑制濾波器只能使濾波器特性的凹口基本上和雜波梳狀譜的寬度相當，為準最佳濾波。均勻分量的功率譜密度雜波特性決定的梳狀分量一次相消器遞歸型一次相消器引入了新的極點，z=K1，K1<1濾波器的頻率響應為單位圓上的點到零點的長度除去該點到極點的長度。若K接近于1，則凹口越窄，其他部分越平坦。簡單的MTI中，利用此法來擴大速度相應范圍。遞歸型濾波器：靈活，暫態響應長。二次相消器k=2k=+2～-2遞歸型二次相消濾波器第五節動目標顯示雷達的工作質量及質量指標改善因子（I）§8.5.1質量指標MTI系統輸出端信雜比（功率比）和輸入端信雜比之比。系統對信號的平均功率增益由于：0信雜比改善（ISCR）多普勒濾波器輸出端信雜比和輸入端信雜比之比。雜波中的可見度SCV在給定檢測概率和虛警概率條件下，檢測到重疊于雜波上的運動目標時，雜波功率和目標回波功率的比值。定義：當系統輸出端信號功率與對消剩余雜波功率之比等于發現動目標回波信號所需的數值V0時，接收機輸入端的雜波功率與信號功率之比。第六節動目標檢測（MTD）增大信號處理的線性動態范圍增加一組多普勒濾波器，使之更接近最佳濾波能抑制地雜波，且能同時抑制運動雜波增加一個或多個雜波圖，幫助檢測切向飛行大目標為彌補MTI的缺陷，由最佳濾波器理論發展起來。優點：§8.6.1限幅的影響和線性MTI限幅的影響對消器輸出的雜波剩余功率強雜波時，大的雜波剩余將使Pfa明顯增大及終端飽和。若中頻采用限幅中放，限幅電平L選擇滿足L/Ni=I，則相消器輸出的雜波功率近似為噪聲電平，得到近似恒虛警的性能。限幅會使雜波背景上的運動目標信號受到損失，使雜波譜展寬，加大雜波剩余，而且增加相消次數不能有效提高I。線性MTI的實現框圖高中頻線性化：通過AGC實現大的動態范圍；增益控制要求快速且電壓與雜波強度成比例，相繼周期的增益變化是準確、已知的。儲存雜波圖來控制各個距離單元的中放增益。§8.6.2多卜勒濾波器組單個脈沖的匹配濾波器對相參脈沖串進行匹配濾波理論推導具體實現N個輸出的橫向濾波器（N個脈沖和N-1個延遲線），經過個脈沖的不同加權并求和，可做成N個相鄰的窄帶濾波器組。覆蓋范圍0～fr。窄帶濾波器組信號處理的優點信噪比提高：白噪聲N倍；有色雜波，各個濾波器輸出端I均有提高：越靠近雜波中心的濾波器，改善程度越差；雜波譜越寬，改善程度越差。通過改變特定濾波器的檢測門限，對運動雜波亦可抑制。第八節速度測量連續波雷達測速脈沖雷達測速v圖8.39多卜勒頻率測量連續波雷達測速二次檢波后，提取多普勒頻率，測出目標速度。8.8.2脈沖雷達測速

和連續波雷達測速不同之處在于,取樣工作后信號頻譜和對應窄帶濾波器的頻響均是按雷達重復頻率fr,周期地重復出現,因而將引起測速模糊。為保證不模糊測速,原則上應滿足：式中，fdmax為目標回波的最大多卜勒頻移,即選