对空雷达杂波抑制技术的研究
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Ｉ 一 研发 ………………………
…
一
对 空 雷达 杂 波 抑 制 技 术 的 研 究
江苏科技 大学电子信 息学院 彭智 慧
【 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 囡 子 最杂 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 ＭＴ Ｉ 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
率石＝ 对 应 的 径 向 速 度 相 对 雷 达 运 动 ， 滤 墨 墨 三 叠 ４ ０ ９ 雷 达 的 基 本 任 务 是 用 无 线 电 的 方 法 探 波 器 将 检 测 不 到运 动 目标 ，从 而 可 能 丢 失 目 测 目标 的距 离 、方 位 角 、 俯 仰 角 及 速 度 等 信 标 信 息 。 因此 要可 靠 地 发 现 目标 ，应 保 证 第 求得第一等 效 “ 盲 速 ”为 息 。这 些信 息 是 利 用 目标 对 电 磁 波 的反 射 现 盲 速 要 大 于 可 能 出 现 的 目标 最 大 速 度 。 ∞ 韩百 ∞ 度晌 直曲皇 象 获 取 的 … 。对 空 雷 达 探 测 的 目标 通 常 是运 Ｍ Ｔ Ｉ 滤 陶耻一 溢器速 戋 ，参茬 比强． “ ４ ３ ． ∞鸵∞４ １ ４ ｏ 解 决 此 问题 通过 采 用两 个 以上 不 同 的 ０ 动 的物 体 ， 例 如 空 中 的 飞 机 、 导 弹 等 ， 雷达 重 复 频 率 交 替 工作 ， 使 第 一 盲 速 大 于 雷 达 所 誊 ： … 一 … ｙ 接 收 到 这 些 目标 回 波 信 息 的 时 候 ，还 会 接 收 要探 测 目标 的最 大 径 向 速 度 ，从 而提 高 雷 达 Ｉ 巷 蜘 到各种背景 （ 例 如 地 物 、 云 雨 及 海 浪 等 ） 的 对 目标 的 检 测 。 至 干 扰 回波 信 号 。这 些 背 景 回 波 会 给 我 们 探 测 设雷 达 采 用Ｎ 个 重 复频 率 － ， ｚ ，… ， 真 正 的 目标 带 来 困 难 ，称 之 为 杂 波 或 无 源 干 工 作 ， 它 们 的重 复 周 期 表 示 为 图３ 为 参 差Ｍ Ｔ Ｉ Ｒ ａ ｄ ｛ ａ Ｉ Ｗ＊ ｏ ｃ ￣ ｓ １ 霉叛 附近 扰 。雷 达 接 收 到 的 不 仅 仅 是 目标 回波 ，往 往 滤 波 器 结 构 框 图３ 中： 包含某 些杂波干扰 。 Ｘｔ 杂 波 干 扰 和 目标 回 波 在 雷 达 显 示 器 上 婶 Ｘ ｔ ¨ 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 图４参差Ｍ Ｔ Ｉ 滤 波 器 速 度 响 应 曲 线 Ｍ 滤波 器迪虞 响应 曲线 ［ ２ 卜［ ６ ］ 中都 是 对 固 定 权 的 对 消 器 做 了一 些 在 图４ 中 ， 可 以看 到 第 一 盲 速 被 提 高 了 ／ ＼／ ／ ＼ 研 究 ， 本 文 是 在 此 基 础 上 研 究 了最 佳 权 参 差 ４ Ｏ 倍 ， 而 且 速 度 响 应 曲 线 在 该 速 度 范 围 内 响 ＼ ／ ＼ 频 率 滤 波 器 ， 具 有 比 对 消 器 更 好 的 抑 制 效 应 曲 线 整 体 比较 平 坦 。 图 ４ 零 频 附近 可 以 看 果。 出，速度响应在 ｖ ＝ ０ 处 有 很 深 的 凹 口 ， 用 于 ２ Ｋ 次 对 消 器 经 向速 度 一 ｍ ， Ｂ 抑制零 多普勒频 率地杂 波 。然而与 图２ 四 脉 零 拓附 近 Ｋ 脉冲Ｍ Ｔ Ｉ 对 消 器 与 滤 波 器 加 权 系 数 为 冲 等Ｔ 对 消 器 速 度 曲 线 相 比 较 ， 零 频 附 近 的 二 项 式 的横 向Ｆ Ｉ Ｒ 滤 波 器 等 效 。 通 过 级 联 一 凹 口深 度 变 浅 了 ， 仅 为 一 ７ ０ ｄ Ｂ 。 由 于 凹 口 明 次Ｍ Ｔ Ｉ 对 消 器 来 得 到 高 阶 滤 波 器 的 方 法 推 导 显变 坏 了 ， 对 杂 波 的抑 制 能 力 有 所 减 弱 。 出Ｋ 次Ｍ Ｔ Ｉ 对消器 ，因此，Ｋ 次Ｍ Ｔ Ｉ 对 消 器 的传 ４ ． 基 于 参 差 周 期 比 选 择 的 仿 真 递 函数 …为 ： 利 用Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 软 件 进 行 仿 真 ， 观 察 改 变 经 向速 度 一 ｍ 参差码对 参差Ｍ Ｔ Ｉ 滤 波 器 速 度 响 应 曲 线 的 影 图２ 四脉 冲 对 消 器 速 度 响 应 曲 线 响 ， 这 对 设 计 较 好 杂 波 抑 制 效 果 的滤 波 器 是 —＿ ］ ＿ ］ ！ ｎ 一 三一 几 ］ ！ 门 很有必要的 。 采用９ 脉 冲 参 差 重 复周 期 ， 比值 为 ： ＿ ＿ 』 丁 ＬＬ
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对 空 雷达 杂 波 抑 制 技 术 的 研 究
江苏科技 大学电子信 息学院 彭智 慧
【 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 囡 子 最杂 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 ＭＴ Ｉ 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
率石＝ 对 应 的 径 向 速 度 相 对 雷 达 运 动 ， 滤 墨 墨 三 叠 ４ ０ ９ 雷 达 的 基 本 任 务 是 用 无 线 电 的 方 法 探 波 器 将 检 测 不 到运 动 目标 ，从 而 可 能 丢 失 目 测 目标 的距 离 、方 位 角 、 俯 仰 角 及 速 度 等 信 标 信 息 。 因此 要可 靠 地 发 现 目标 ，应 保 证 第 求得第一等 效 “ 盲 速 ”为 息 。这 些信 息 是 利 用 目标 对 电 磁 波 的反 射 现 盲 速 要 大 于 可 能 出 现 的 目标 最 大 速 度 。 ∞ 韩百 ∞ 度晌 直曲皇 象 获 取 的 … 。对 空 雷 达 探 测 的 目标 通 常 是运 Ｍ Ｔ Ｉ 滤 陶耻一 溢器速 戋 ，参茬 比强． “ ４ ３ ． ∞鸵∞４ １ ４ ｏ 解 决 此 问题 通过 采 用两 个 以上 不 同 的 ０ 动 的物 体 ， 例 如 空 中 的 飞 机 、 导 弹 等 ， 雷达 重 复 频 率 交 替 工作 ， 使 第 一 盲 速 大 于 雷 达 所 誊 ： … 一 … ｙ 接 收 到 这 些 目标 回 波 信 息 的 时 候 ，还 会 接 收 要探 测 目标 的最 大 径 向 速 度 ，从 而提 高 雷 达 Ｉ 巷 蜘 到各种背景 （ 例 如 地 物 、 云 雨 及 海 浪 等 ） 的 对 目标 的 检 测 。 至 干 扰 回波 信 号 。这 些 背 景 回 波 会 给 我 们 探 测 设雷 达 采 用Ｎ 个 重 复频 率 － ， ｚ ，… ， 真 正 的 目标 带 来 困 难 ，称 之 为 杂 波 或 无 源 干 工 作 ， 它 们 的重 复 周 期 表 示 为 图３ 为 参 差Ｍ Ｔ Ｉ Ｒ ａ ｄ ｛ ａ Ｉ Ｗ＊ ｏ ｃ ￣ ｓ １ 霉叛 附近 扰 。雷 达 接 收 到 的 不 仅 仅 是 目标 回波 ，往 往 滤 波 器 结 构 框 图３ 中： 包含某 些杂波干扰 。 Ｘｔ 杂 波 干 扰 和 目标 回 波 在 雷 达 显 示 器 上 婶 Ｘ ｔ ¨ 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 图４参差Ｍ Ｔ Ｉ 滤 波 器 速 度 响 应 曲 线 Ｍ 滤波 器迪虞 响应 曲线 ［ ２ 卜［ ６ ］ 中都 是 对 固 定 权 的 对 消 器 做 了一 些 在 图４ 中 ， 可 以看 到 第 一 盲 速 被 提 高 了 ／ ＼／ ／ ＼ 研 究 ， 本 文 是 在 此 基 础 上 研 究 了最 佳 权 参 差 ４ Ｏ 倍 ， 而 且 速 度 响 应 曲 线 在 该 速 度 范 围 内 响 ＼ ／ ＼ 频 率 滤 波 器 ， 具 有 比 对 消 器 更 好 的 抑 制 效 应 曲 线 整 体 比较 平 坦 。 图 ４ 零 频 附近 可 以 看 果。 出，速度响应在 ｖ ＝ ０ 处 有 很 深 的 凹 口 ， 用 于 ２ Ｋ 次 对 消 器 经 向速 度 一 ｍ ， Ｂ 抑制零 多普勒频 率地杂 波 。然而与 图２ 四 脉 零 拓附 近 Ｋ 脉冲Ｍ Ｔ Ｉ 对 消 器 与 滤 波 器 加 权 系 数 为 冲 等Ｔ 对 消 器 速 度 曲 线 相 比 较 ， 零 频 附 近 的 二 项 式 的横 向Ｆ Ｉ Ｒ 滤 波 器 等 效 。 通 过 级 联 一 凹 口深 度 变 浅 了 ， 仅 为 一 ７ ０ ｄ Ｂ 。 由 于 凹 口 明 次Ｍ Ｔ Ｉ 对 消 器 来 得 到 高 阶 滤 波 器 的 方 法 推 导 显变 坏 了 ， 对 杂 波 的抑 制 能 力 有 所 减 弱 。 出Ｋ 次Ｍ Ｔ Ｉ 对消器 ，因此，Ｋ 次Ｍ Ｔ Ｉ 对 消 器 的传 ４ ． 基 于 参 差 周 期 比 选 择 的 仿 真 递 函数 …为 ： 利 用Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 软 件 进 行 仿 真 ， 观 察 改 变 经 向速 度 一 ｍ 参差码对 参差Ｍ Ｔ Ｉ 滤 波 器 速 度 响 应 曲 线 的 影 图２ 四脉 冲 对 消 器 速 度 响 应 曲 线 响 ， 这 对 设 计 较 好 杂 波 抑 制 效 果 的滤 波 器 是 —＿ ］ ＿ ］ ！ ｎ 一 三一 几 ］ ！ 门 很有必要的 。 采用９ 脉 冲 参 差 重 复周 期 ， 比值 为 ： ＿ ＿ 』 丁 ＬＬ