XX第8章运动目标检测及测速.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,XX第8章运动目标检测及测速,*,PPT,文档演模板,Office,PPT,XX第8章运动目标检测及测速,2026/11/11,XX第8章运动目标检测及测速,8.1,多卜勒效应及其在雷达中的应用,1842年，多卜勒发现多普勒现象,8.1.1 多卜勒效应,1930年，多普勒规律应用于电磁波范围,分析假定目标为点目标,尺寸远小于雷达分辨单元,XX第8章运动目标检测及测速,雷达发射连续波时的多普勒效应,发射信号：,回 波：,目标固定不动时,目标以匀速,v,r,运动时,XX第8章运动目标检测及测速,发射频率：,f,0,接收频率：,f,0,+f,d,运动目标,v,多普勒频率,线速度,径向速度,f,d,大小,与,径向速度,有关,f,d,正负,与,运动方向,有关,XX第8章运动目标检测及测速,例.设雷达工作波长为10cm，目标径向速度为,300m/s，求回波信号的多普勒频移。,采用差拍法提取多普勒频移,如何提取,f,d,XX第8章运动目标检测及测速,连续波多卜勒雷达,连续波,发射机,放大器,相位检波器,多卜勒滤波,器和放大器,指示器,产生发射信号,收发信号差频比较,发射耦合信号与回波信号的合成电压,实质：,利用相位检波器输出发射信号与接收信号中的,差拍频率,电压,8.1.2 多卜勒信息的提取,XX第8章运动目标检测及测速,u,0,u,r,相检器输出,t,0,t,u,相检器,输出,固定目标,匀速目标,为常数,相检器,输入,为,u,0,与,u,r,的相位差,XX第8章运动目标检测及测速,0,0,2,0,d,0,d,0,d,d max,d,滤波器频率特性,信号频谱变化图,连续波,发射机,放大器,相位检波器,多卜勒滤波,器和放大器,指示器,0,0,0,d,0,0,+,d,0,-,d,XX第8章运动目标检测及测速,脉冲工作时的多卜勒效应,思考：脉冲工作时与连续波工作时的相同点和不同点,功率,放大器,接收机,脉冲,调制器,连续,振荡器,显示系统,XX第8章运动目标检测及测速,连续振荡,t,回波(固定),t,脉冲发射,t,回波(运动),t,相位检波(固定),t,2R,0,C,2R,0,-,R,C,相位检波(运动),t,XX第8章运动目标检测及测速,运动目标：,U,r,U,k,U,in,T,r,相检器输出,t,0,U,r1,U,r2,U,k,相检器输出,t,0,cos(,d,t,0,),固定目标：,U,in,相邻重复周期多普勒频率形成的相位差,脉冲的包络相当于连续波输出的采样,XX第8章运动目标检测及测速,固定目标：,运动目标：,输出为包络调制脉冲串，包络调制频率为多卜勒频率,检波输出为等幅脉冲串,检波器输出,相位检波隔直流输出,XX第8章运动目标检测及测速,相邻PRI动目标回波时延差,相邻重复周期延迟时间变化小,相邻重复周期高频相位变化大,相邻PRI动目标回波高频相位差,同等条件下，利用高频相位差检测动目标灵敏度更高,XX第8章运动目标检测及测速,8.1.3 盲速和频闪,盲速,从采样上看，所有采样都发生在正弦波的同一相位点上,此时：,原因：,目标具有径向速度,v,r,，但其回波经过相位检波器后输出为一串等幅脉冲，,v,r,为盲速。,U,r2,U,r1,U,k,U,XX第8章运动目标检测及测速,频闪,完全没有多值的测量为：,U,r2,U,r1,U,k,U,或,速度测量有多值性,现象：,原因：,脉冲工作状态是对连续波工作的采样，取样后的波形和频谱都会发生变化。,相检器输出：,相邻脉冲相差：,XX第8章运动目标检测及测速,U,r1,U,r2,2,U,k,d,F,d,=0,f,d,=f,r,T,r,F,d,f,d,t,T,r,f,d,F,d,t,U,r2,U,r1,U,k,盲速与频闪的矢量图及波形图分析,F,d,f,d,0,f,r,2f,r,XX第8章运动目标检测及测速,第二节 MTI雷达工作原理及组成,8.2.1 基本工作原理,相参电压获取,固定杂波消除,关键,XX第8章运动目标检测及测速,8.2.2 获得相参振荡电压的方法,中频全相参动目标显示,XX第8章运动目标检测及测速,8.2.3 消除固定目标回波,相位检波器的输出,消除固定回波的方法,频谱抑制法,对消法,滤波器组，每个滤波单元抑制其中一个,nf,r,相邻重复周期信号相减，固定目标由于振幅不变而相互抵消；动目标相减后剩下相邻重复周期振幅变化的部分作为输出。,固定目标回波和运动目标回波均会形成输出,XX第8章运动目标检测及测速,相消设备特性,对消法,延时T,r,包络振幅,相消器输出,XX第8章运动目标检测及测速,相消器输出,相消设备输出响应,盲速,盲速,对动目标具有最佳响应,XX第8章运动目标检测及测速,频域观点,XX第8章运动目标检测及测速,数字相消器,采样保持电路,模数转换电路,数字延迟线,相减器,数模转换电路,相干视频,延迟 数字信号,相消视频,输出,XX第8章运动目标检测及测速,习题,XX第8章运动目标检测及测速,第三节 盲速盲相的影响及其解决途径,盲速及消除盲速的方法,8.3.1 盲速,n,=1时为第一盲速,第一盲速,重复周期内目标走过的距离为半个波长,XX第8章运动目标检测及测速,测速模糊和测距模糊的关系,例：,测速模糊与测距模糊矛盾,最大单值不模糊距离,参差重复频率,解测速模糊,XX第8章运动目标检测及测速,8.3.2 盲相,点盲相和连续盲相,由相位检波器特性所引起，减弱雷达对运动目标的检测能力。,基准电压方向,相检器输出,对消输出,点盲相,XX第8章运动目标检测及测速,差矢量,连续盲相后果：,可能使得在某次天线扫描时丢失在强杂波背景下的运动目标。,解决办法,：改进相位检波器的特性解决盲相问题（早期）,使用矢量对消器解决盲相问题(现代),连续盲相,中频对消、正交双通道处理,XX第8章运动目标检测及测速,习题,XX第8章运动目标检测及测速,第四节 回波和杂波的频谱 及目标显示滤波器,作用：了解运动目标回波和杂波在频谱结构上的区别，以达到抑制固定杂波、显示运动目标回波的目的。,XX第8章运动目标检测及测速,目标回波的频谱特性,8.4.1 目标回波和杂波的频谱特性,雷达发射相参脉冲串，脉宽为,，重复频率为,f,r,。,天线不扫描时，目标回波为无限等幅脉冲串。,XX第8章运动目标检测及测速,扫描时，设天线方向图可用高斯函数来表示,则，收到的回波脉冲串的包络函数为,则，回波为,f,d,+,f,r,-f,d,+,f,r,XX第8章运动目标检测及测速,杂波频谱,天线不扫描时，杂波频谱位于nf,r,处，可用,对消器完全滤除,天线扫描时，杂波谱展宽,内部运动杂波平均速度为零而只有内部起伏时，杂波的频谱位置在 nf,r,上，但每根谱线均展宽,固定杂波,分布杂波,展宽使得对消器不能很好的滤去杂波，有多卜勒频移时，应使滤波器凹口对准杂波谱的平均多卜勒位置,如果杂波有平均速度，则会产生多卜勒频移,XX第8章运动目标检测及测速,8.4.2 动目标显示滤波器,地杂波的功率谱,信号,S(f),最佳滤波器的频响,实际杂波抑制滤波器只能使滤波器特性的凹口基本上和杂波梳状谱的宽度相当，为准最佳滤波。,均匀分量的功率谱密度,杂波特性决定的梳状分量,XX第8章运动目标检测及测速,一次相消器,f,r,-f,r,只有一个零点,XX第8章运动目标检测及测速,递归型一次相消器,若K,1,接近于1，则凹口越窄，,其他部分越平坦。,引入极点z=K,1,，K,1,1,简单MTI 利用此法,扩大速度响应,范围。,递归型滤波器：灵活，,暂态响应长,。,XX第8章运动目标检测及测速,二次相消器,K=2，三脉冲对消器,K=+2-2,XX第8章运动目标检测及测速,演讲完毕，谢谢听讲,!,再见，see you again,2026/11/11,XX第8章运动目标检测及测速,