对空雷达杂波抑制技术探究

《对空雷达杂波抑制技术探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、对空雷达杂波抑制技术探究　　【摘要】杂波抑制在雷达信号处理中起到了非常重要的作用，它的性能好坏能够直接影响到信号处理机的整体性能。由于对固定地物杂波有较理想抑制效果的对消器会带来盲速，本文引入盲速消除方法是采用多个重复频率参差工作，但是参差频率滤波器引起改善因子降低。从而利用特征矢量法详细地推倒了要使改善因子最大，则MTI滤波器的权矢量应取输入杂波的自相关函数的最小特征值所对应的特征向量，基于这种改善因子最大准则得出最佳权MTI滤波器。通过仿真，表明此最佳权MTI滤波器有较好的杂波抑制效果。【关键词】杂波抑制；动目标显示；盲速；参差滤波器；改善因子1.引言11雷达的基本任务是用无线电的方法

2、探测目标的距离、方位角、俯仰角及速度等信息。这些信息是利用目标对电磁波的反射现象获取的[1]。对空雷达探测的目标通常是运动的物体，例如空中的飞机、导弹等，雷达接收到这些目标回波信息的时候，还会接收到各种背景（例如地物、云雨及海浪等）的干扰回波信号。这些背景回波会给我们探测真正的目标带来困难，称之为杂波或无源干扰。雷达接收到的不仅仅是目标回波，往往包含某些杂波干扰。杂波干扰和目标回波在雷达显示器上同时显示很难观察到目标，特别是有强杂波时，能够使接收机过载，更难发现目标。即使终端通过自动检测和数据处理系统，由于存在大量的杂波，系统也很难以处理。文献[2]-[6]中都是对固定权的对消器做了一些研

3、究，本文是在此基础上研究了最佳权参差频率滤波器，具有比对消器更好的抑制效果。2.K次对消器K脉冲MTI对消器与滤波器加权系数为二项式的横向FIR滤波器等效。通过级联一次MTI对消器来得到高阶滤波器的方法推导出K次MTI对消器，因此，K次MTI对消器的传递函数[7]为：（1）图1K对消器构造模型图1为K次对消器构造模型，则K次对消器的输出为：（2）式中，K为对消器的次数，对消器的系数为二项式系数，用下式计算：（3）式中图2是四脉冲对消器的速度响应特性，其中雷达脉冲重复频率为330Hz，雷达工作波长为0.2m，则求得第一盲速为vr1=36.3m/s。11由图2其速度响应曲线知，四脉冲MTI对消

4、器的频率特性在，，各频率点处均有很深的凹口，能够很有效地抑制零多普勒频率的固定杂波。图2中可以看出零频附近的凹口很深，达约-150dB。3.参差MTI滤波器由于等T的MTI对消器仅仅对固定地物杂波有较好的抑制效果，当目标以多普勒频率对应的径向速度相对雷达运动，滤波器将检测不到运动目标，从而可能丢失目标信息。因此要可靠地发现目标，应保证第一盲速要大于可能出现的目标最大速度。解决此问题通过采用两个以上不同的重复频率交替工作，使第一盲速大于雷达所要探测目标的最大径向速度，从而提高雷达对目标的检测。设雷达采用N个重复频率工作，它们的重复周期表示为图3为参差MTI滤波器结构框图3中：图2四脉冲对消器

5、速度响应曲线图3参差MTI滤波器结构框图参差MTI滤波器的输出为：（4）MTI滤波器的频率响应为：（5）11根据式（5），参差MTI滤波器的频率响应取决于参差周期T1，T2，…，TN和滤波器的系数矢量。滤波器的系数矢量符合二项式展开系数，就构成了参差MTI对消器。图4所示为四脉冲参差MTI滤波器的速度响应曲线，即此MTI滤波器的系数矢量为二项式权为，重复频率为330Hz，雷达工作波长为0.2m。采用9个重复频率工作，在采用参差频率前，第一盲速为vr1=36.3m/s；采用参差重复频率后，知第一等效“盲速”提高的倍数为：=40求得第一等效“盲速”为：图4参差MTI滤波器速度响应曲线在图4中，

6、可以看到第一盲速被提高了40倍，而且速度响应曲线在该速度范围内响应曲线整体比较平坦。图4零频附近可以看出，速度响应在vr=0处有很深的凹口，用于抑制零多普勒频率地杂波。然而与图2四脉冲等T对消器速度曲线相比较，零频附近的凹口深度变浅了，仅为-70dB。由于凹口明显变坏了，对杂波的抑制能力有所减弱。4.基于参差周期比选择的仿真利用MATLAB软件进行仿真，观察改变参差码对参差MTI滤波器速度响应曲线的影响，这对设计较好杂波抑制效果的滤波器是很有必要的。11采用9脉冲参差重复周期，比值为：36：44：37：43：38：42：39：41：40。显然可能的排列种数=362880种，对每种组合用特征

7、矢量法来求出最佳权矢矢量，再使用这组权矢量求出滤波器的频率响应。在所有的参差码中挑选出一组最优的码使通带内的频率响应不平坦度最小，此时设计出的MTI滤波器对杂波的抑制是最好的。由于实际操作的有限性，自己选取了几个特殊的参差码进行了仿真，并总结了一些结论。（1）不同参差比选择会影响MTI滤波器的性能图5参差MTI滤波器速度响应曲线图6参差MTI滤波器速度响应曲线-零频附近从图5看出，不同参差码对参差MTI滤波器的整体速度响