HotZ-雷达系统(第一章)ppt课件.ppt

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1、第一章雷达系统基础1.1常见雷达波形1.2雷达信号模糊函数2021/7/311背景雷达依赖天线向空间辐射电磁波，并接收由目标散射的电磁波，以确定目标的存在。雷达发射的电磁波具有一定的形式：连续波或脉冲串，单频的或调频、调幅或相位编码的2021/7/312雷达波形要求要实现目标的有效检测，雷达信号波形必须同时满足以下条件：足够的能量足够的目标分辨率对需要的回波有很好的选择、屏蔽能力（看得准）（看得见）（选择、对抗能力）选择的雷达波形要与雷达用途、目标类型、目标环境“匹配”2021/7/313雷达系统及其波形雷达波形及其指标是决定任何雷达系统设计与

2、性能的基本部分雷达系统设计考虑：长度参数目标识别工作频率应用类型、雷达硬件峰值功率脉冲时宽脉冲带宽重复频率调制类型极化方式连续波或脉冲硬件复杂程度作用距离、系统灵敏度待测目标尺寸距离像动目标检测多目标检测雷达成像波形、环境匹配2021/7/314常见雷达波形介绍连续波（ContinuousWave，CW）频率调制连续波（FrequnceyModulatedCW，FMCW）脉冲（Pulsed）2021/7/315常见雷达波形介绍CWRadar发射连续的单频正弦波信号发射机与接收机始终处于工作状态通过多普勒频移发现目标－可有效测量目标的距离变化率单

3、基系统存在收发隔离问题，双基系统较好简单的CW雷达无法测量距离－波形缺乏“时间标志”2021/7/316常见雷达波形介绍FMCWRadar发射被一频率序列调制的连续正弦波发射机与接收机始终处于工作状态通过频差发现目标－可有效测量固定目标距离和速度单基系统存在收发隔离问题，双基系统较好2021/7/317常见雷达波形介绍PulsedRadar发射机由发射脉冲开、关当发射机关闭时，接收机打开在脉冲间的距离门上感知目标－可有效测量目标距离和速度单基地系统的发射机与接收机隔离不是问题可以测量距离变化率2021/7/318脉冲串是一种常见雷达波形常见雷达

4、波形介绍脉冲重复频率：占空比：平均功率：2021/7/319发射脉冲串波形时可能产生距离模糊常见雷达波形介绍脉冲雷达的最大无模糊距离：Rmax=cTr/2发射脉冲串波形时可能产生速度模糊脉冲雷达的最大无模糊多普勒：fdmax=fr/22021/7/3110常见雷达波形介绍两大类脉冲串波形：相参脉冲串和非相参脉冲串2021/7/3111常见雷达波形介绍相参脉冲串频谱相参脉冲串频谱非相参脉冲串频谱2021/7/3112常见雷达波形介绍相参脉冲串雷达的速度模糊问题有多普勒频移的CW信号的频谱图相干脉冲串频谱(固定目标－无多普勒频移)中心波瓣滤波器有多

5、普勒频移的目标回波将含有多普勒频移目标的中心波瓣区域展开2021/7/3113常见雷达波形介绍脉冲重复频率(PRF)PRF距离多普勒低不模糊模糊中模糊模糊高模糊不模糊不同类型PRF的距离、多普勒频率模糊特性PRF参差PRF交织在一个停留时间内有多种PRF2021/7/3114常见雷达波形介绍连续波信号相参脉冲串信号PRI捷变波形频率捷变信号频率分集信号极化捷变信号双脉冲信号双路信号脉冲压缩信号分布频谱信号沃尔什函数信号冲激信号(《雷达系统》,向敬成.表1-1)2021/7/31151.1常见雷达波形1.2雷达信号模糊函数第一章雷达系统基础202

6、1/7/3116基本概念雷达分辨力在多目标环境中，雷达区分两个或两个以上邻近目标的能力（距离、速度、角度进行分辨）。发射信号波形决定波形设计理论依据、工具天线方向图（波束）模糊函数信号固有分辨力2021/7/3117基本概念模糊函数研究雷达波形的数学工具，反映了雷达波形在距离和径向速度二维上的精度和分辨力波形性能可通过所定义的分辨常数和模糊函数进行比较模糊与分辨是对立概念。2021/7/3118目标分辨场景目标分辨问题有两个相同的点目标A和B，它们相对雷达是视角相同的邻近目标从距离和径向速度二维进行分辨发射信号为参考目标A为基准,则：A的回波复

7、包络为B的回波复包络为为两个目标距离差对应的时间间隔为两个目标相对径向速度差对应的多普勒频移2021/7/3119距离模糊函数与距离分辨率衡量两个信号为“不同”的参数：均方差值设信号是维几何空间中的点或矢量用两点间的距离度量点和点的可分辨程度对误差的均方，或均方差2021/7/3120距离模糊函数与距离分辨率距离分辨问题描述A、B相对雷达径向速度相同仅有距离差时延以目标A为基准，则：A的回波信号为B的回波信号为当时，A、B完全不可区分用两个信号的均方差来衡量它们距离上的差别2021/7/3121距离模糊函数与距离分辨率均方误差信号能量取决于该积

8、分式距离模糊函数定义：信号的复自相关函数数学上雷达上信号的距离模糊函数2021/7/3122距离模糊函数与距离分辨率距离模糊函数分析：两个目标从距离上