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人妖 中国 脉冲雷达中重频阑珊是若何束缚盲速的问题以及阑珊MTI滤波器的干系常识(含matlab代码)
发布日期:2025-03-30 05:13    点击次数:156

人妖 中国 脉冲雷达中重频阑珊是若何束缚盲速的问题以及阑珊MTI滤波器的干系常识(含matlab代码)

   最近在看一些筹谋脉冲雷达的干系远程,内部筹谋MTI和MTD的干系远程,提到了一个MTI重频阑珊的想法,之前有过干系学习,但仍是有点一知半解,趁着这个契机把它再好好缕一缕。也便捷后头再遭受问题不错好查找学习。主要仍是陈波孝西宾的这版《当代雷达系统分析与策画》,讲的是简直很好,大家有条目的不错买一册望望,或者找找电子版。内部干货仍是许多的。

一、问题

   由于MTI滤波器策画在零多普勒频率处造成凹口,那么它们也会在整数倍的多普勒频率fr处造成凹口。因此如果指点指主义多普勒频率等于整数倍fr时,这些指点指标也会被MTI滤波器给滤除。对于这种情况下的速率,咱们普通称其为盲速,这是因为这种情况的指点指标会因为MTI自身策画的问题而被扼制掉。也即是说系统对于这些指标是“失明”的。从数字信号处理的角度来看,盲速代表那些磨蹭到零多普勒频率的指标速率。重频阑珊是一种不错精细盲速影响的措施。

二、盲速

  咱们先略微看一下盲速的干系常识,对于辐射脉冲相似频率为fr的脉冲雷达,如果指点指标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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国产色情,其中fd=2vr/λ为指主义多普勒频率,Tr为雷达脉冲相似周期,当相位差

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的整数倍时,因为脉冲雷达系统对指主义多普勒频率取样的成果,相位检波器的输出为等幅脉冲,与固定指标相似,因此动指标清晰输出为零,这时的指标速率称为盲速。

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    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,不磨蹭距离为R=c/2fr,c为光速。当加多fr时,距离的不磨蹭距离。R会减小,而第一盲速加多。

   假如只磋商速率方面,咱们不错采纳富足高的PRF(脉冲相似频率)来幸免,因为当PRF富足高的话,不错使第一个盲速进步整个可能的施行速率,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会导致低的不磨蹭距离。因此无法仅通过修改PRF就能同期束缚不磨蹭距离和盲速的问题。

    为了束缚盲速的问题,同期不影响不磨蹭距离。常用的方法是诳骗重频阑珊的方法,它不错大大耕种第一盲速同期不会减小不磨蹭距离。常用的重频阑珊方法有脉组阑珊和脉间阑珊。

    脉间阑珊的优点是简略在一个驻留时安分耕种不磨蹭的多普勒阴私区。然而脉间阑珊的一个瑕疵是数据口角均匀采样的序列,这使得应用联系多普勒处理变得勤勉人妖 中国,况且也使得分析变得复杂。

    它的另一个瑕疵是磨蹭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,这是由于距离磨蹭的杂波(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普通只用于无距离磨蹭的低PRF责任模式。

三、重频阑珊

    如果雷达选定N个相似频率

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,它们的相似周期不错默示为

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   上式中,ΔT为

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的最大契约周期,则阑珊周期之比为:

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   公式中

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为阑珊码,阑珊码中的最大值和最小值之比称为阑珊周期的最大变比r。

r=max(

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)/min(

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)

   如果Ki之间隔离互素(互素普通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欢叫它们的最大公因数为1,那么咱们就说a和b是互素的),则第一个着实的盲速对应的多普勒频率为fbn为:

fbn=1/ΔT

    雷达的平均相似周期为:

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    式中,Kav为阑珊码的均值,也将它称为盲速扩张倍数。因此

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    阑珊PRF的三脉冲抵消器如图所示,每个脉冲之间MTI滤波器的悉数不同,因此它是一个时变的滤波器。如果雷达循序选定三种不同的相似频率,T1,T2,T3,那么会有三组MTI滤波器循序进行责任。

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    阑珊MTI滤波器的频率反馈取决于阑珊周期和滤波器权矢量。如果滤波器权矢量为二项式悉数,就组成了阑珊抵消器。

   底下给一个例子,是一个二项式级数的阑珊MTI滤波器归一化频率反馈,滤波器的长度为3,变T码(阑珊比)为27:28:29,滤波器的归一化频率反馈界限为[-1:0.01:28]。

clcclear allclose alllen=3;bianT=[27,28,29];f=-1:0.01:28; %滤波器归一化反馈频率界限fr=1/mean(bianT); %相似频率bianT_num=length(bianT);bianT=repmat(bianT,1,len);T=zeros(1,len);f_ran=f.*fr; %频率界限hd=zeros(bianT_num,length(f)); %频率反馈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 %计较归一化频率反馈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('幅度反馈/dB')title('三脉冲阑珊抵消器归一化频率反馈')legend('27:28:29','28:29:27','29:27:28');

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不错看出使用重频阑珊能很猛经过上耕种第一盲速。阑珊MTI滤波器速率反馈的凹口深度和抵消器的花式无关,也和雷达天线波束内收受的脉冲数无关,仅和阑珊周期的最大变化比筹谋。最大变化比越大,对应的凹口深度越浅。

在施行应用中需要采纳恰当的阑珊码来让时变MTI滤波器的第一级零点尽可能浅,可在有用扼制杂波的同期幸免堕入其中的弱指标丢失,同期将盲速推到三倍音速以外。

四、阑珊码的优化

阑珊码决定了阑珊MTI滤波器的无盲速频率界限,阑珊码不同,阑珊MTI滤波器的特质不同(大家不错字据要领转机不同的阑珊码看一下)。另外阑珊码的优化原则是在保证最大变化r不大于允许值rg(这个允许值具体是若干后头我查找一下干系远程再来补充),第一盲速点大于需要探伤的指标最大速率(也即是说盲速扩张倍数Kav必须大于第一盲速点的对应扩张倍数Kg),使得阑珊MTI滤波器的第一凹口(除零频处的杂波扼制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。

另外还需要提的少量,在施行中,普通遭受阑珊码组合相称大的情况,举例,10脉冲阑珊MTI滤波器,如果阑珊码界限为[46 78],那就需要从32个Ki值中采纳12个值来取得阑珊码组合,则阑珊码的组合数会相称的大,况且其中的每一组12个数的组合的罗列神色也会相称大,如果全界限搜索的话,会相称糟塌时分,一般会选定其他优化搜索方法。举例遗传算法、粒子群算法等。

五、回归

以上即是本文的一起内容,主如果说了一下对于阑珊MTI滤波器的一些干系常识以及重频阑珊是若何束缚的盲速,其中阑珊码是阑珊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宜的干系常识进行学习和辩论。如果大家感兴味的话,点个护理喽。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策画》

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