最近在看一些联系脉冲雷达的联系辛苦,内部联系MTI和MTD的联系辛苦,提到了一个MTI重频狼藉的见识,之前有过联系学习,但已经有点一知半解,趁着这个契机把它再好好缕一缕。也浮浅后头再际遇问题不错好查找学习。主要已经陈波孝讲明注解的这版《当代雷达系统分析与假想》,讲的是简直很好,各人有条目的不错买一册望望,或者找找电子版。内部干货已经好多的。
一、问题
由于MTI滤波器假想在零多普勒频率处酿成凹口,那么它们也会在整数倍的多普勒频率fr处酿成凹口。因此如果畅通斟酌的多普勒频率等于整数倍fr时,这些畅通斟酌也会被MTI滤波器给滤除。对于这种情况下的速率,咱们芜俚称其为盲速,这是因为这种情况的畅通斟酌会因为MTI本人假想的问题而被遏止掉。也等于说系统对于这些斟酌是“失明”的。从数字信号处理的角度来看,盲速代表那些隐约到零多普勒频率的斟酌速率。重频狼藉是一种不错驻防盲速影响的步伐。
二、盲速
咱们先略微看一下盲速的联系学问,对于放射脉冲重叠频率为fr的脉冲雷达,如果畅通斟酌相对雷达的径向速率vr引起的相邻周期回波信号相位差为
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,其中fd=2vr/λ为斟酌的多普勒频率,Tr为雷达脉冲重叠周期,当相位差图片
的整数倍时,因为脉冲雷达系统对斟酌的多普勒频率取样的成果,相位检波器的输出为等幅脉冲,与固定斟酌相同,因此动斟酌清爽输出为零,这时的斟酌速率称为盲速。图片
动漫里番上式中,fbn为产生盲速对应的多普勒频率。
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是以盲速vbn为:
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对于一个给定的fr,不隐约距离为R=c/2fr,c为光速。当增多fr时,距离的不隐约距离。R会减小,而第一盲速增多。
假如只计议速率方面,咱们不错选拔有余高的PRF(脉冲重叠频率)来幸免,因为当PRF有余高的话,不错使第一个盲速杰出通盘可能的内容速率,也就不会出现盲速的情况。然而,再加入距离方面的话,高的PRF会导致低的不隐约距离。因此无法仅通过修改PRF就能同期贬责不隐约距离和盲速的问题。
为了贬责盲速的问题,同期不影响不隐约距离。常用的方法是欺骗重频狼藉的方法,它不错大大晋升第一盲速同期不会减小不隐约距离。常用的重频狼藉方法有脉组狼藉和脉间狼藉。
脉间狼藉的优点是大概在一个驻留时间内晋升不隐约的多普勒袒护区。然而脉间狼藉的一个过错是数据口舌均匀采样的序列露出 勾引,这使得应用联系多普勒处理变得贫困,并且也使得分析变得复杂。
它的另一个过错是隐约的主瓣杂波会导致脉冲间的杂波幅度跟着PRF的变化而变化,这是由于距离隐约的杂波(来自前边的脉冲)会跟着PRF的变化而折叠到不同的距离单位中去。因此,脉间PRF芜俚只用于无距离隐约的低PRF责任模式。
三、重频狼藉
如果雷达摄取N个重叠频率
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,它们的重叠周期不错示意为图片
上式中,ΔT为
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的最大条约周期,则狼藉周期之比为:图片
公式中
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为狼藉码,狼藉码中的最大值和最小值之比称为狼藉周期的最大变比r。r=max(
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)/min(图片
)如果Ki之间各别互素(互素芜俚指的是两个或多个正整数的最大公因数只剩下一个,即除了1以外莫得其他公因数。如果两个数a和b骄贵它们的最大公因数为1,那么咱们就说a和b是互素的),则第一个确切的盲速对应的多普勒频率为fbn为:
fbn=1/ΔT
雷达的平均重叠周期为:
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式中,Kav为狼藉码的均值,也将它称为盲速彭胀倍数。因此
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狼藉PRF的三脉冲抵消器如图所示,每个脉冲之间MTI滤波器的统共不同,因此它是一个时变的滤波器。如果雷达顺次摄取三种不同的重叠频率,T1,T2,T3,那么会有三组MTI滤波器顺次进行责任。
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狼藉MTI滤波器的频率反映取决于狼藉周期和滤波器权矢量。如果滤波器权矢量为二项式统共,就组成了狼藉抵消器。
底下给一个例子,是一个二项式级数的狼藉MTI滤波器归一化频率反映,滤波器的长度为3,变T码(狼藉比)为27:28:29,滤波器的归一化频率反映限制为[-1:0.01:28]。
clcclear allclose alllen=3;bianT=[27,28,29];f=-1:0.01:28; %滤波器归一化反映频率限制fr=1/mean(bianT); %重叠频率bianT_num=length(bianT);bianT=repmat(bianT,1,len);T=zeros(1,len);f_ran=f.*fr; %频率限制hd=zeros(bianT_num,length(f)); %频率反映N=len-1;for m=0:N w(m+1)=(-1)^(m-1)*factorial(N)/(factorial(N-m)*factorial(m));endw=w./max(abs(w)); %二项式级数归一化for k=1:bianT_num for m=2:len T(m)=sum(bianT(k:k+m-2)); end hd(k,:)=w*exp(-j*2*pi*T'*f_ran);end %揣度打算归一化频率反映Hd=20*log10(abs(hd));figure,plot(f_ran./fr,Hd);grid on% axis([-1 30 -300 50]);xlabel('归一化频率/(f/fr)');ylabel('幅度反映/dB')title('三脉冲狼藉抵消器归一化频率反映')legend('27:28:29','28:29:27','29:27:28');图片
不错看出使用重频狼藉能很猛进度上晋升第一盲速。狼藉MTI滤波器速率反映的凹口深度和抵消器的阵势无关,也和雷达天线波束内摄取的脉冲数无关,仅和狼藉周期的最大变化比联系。最大变化比越大,对应的凹口深度越浅。
在内容应用中需要选拔符合的狼藉码来让时变MTI滤波器的第一级零点尽可能浅,可在有用遏止杂波的同期幸免堕入其中的弱斟酌丢失,同期将盲速推到三倍音速以外。
四、狼藉码的优化
狼藉码决定了狼藉MTI滤波器的无盲速频率限制,狼藉码不同,狼藉MTI滤波器的特色不同(各人不错笔据阵势调理不同的狼藉码看一下)。另外狼藉码的优化原则是在保证最大变化r不大于允许值rg(这个允许值具体是些许后头我查找一下联系辛苦再来补充),第一盲速点大于需要探伤的斟酌最大速率(也等于说盲速彭胀倍数Kav必须大于第一盲速点的对应彭胀倍数Kg),使得狼藉MTI滤波器的第一凹口(除零频处的杂波遏止凹口外其他凹口中的深度最大的凹口)的深度D0应尽可能的小。
另外还需要提的小数,在内容中,每每际遇狼藉码组合很是大的情况,举例,10脉冲狼藉MTI滤波器,如果狼藉码限制为[46 78],那就需要从32个Ki值中选拔12个值来获取狼藉码组合,则狼藉码的组合数会很是的大,并且其中的每一组12个数的组合的胪列姿色也会很是大,如果全限制搜索的话,会很是毁坏时间,一般会摄取其他优化搜索方法。举例遗传算法、粒子群算法等。五、追思
以上等于本文的通盘内容,主若是说了一下对于狼藉MTI滤波器的一些联系学问以及重频狼藉是若何贬责的盲速,其中狼藉码是狼藉MTI滤波器的要道。后头的话会针对MTI和MTD滤波器的优化以及自适合的联系学问进行学习和筹谋。如果各人感酷爱酷爱的话,点个关怀喽。您的点赞和在看是作家创作的能源。
六、参考
陈伯孝,《当代雷达系统分析与假想》
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