摘 要: 基于线性调频(LFM)脉冲压缩雷达原理及雷达动目标显示(MTI)的数学模型,通过与传统二脉冲对消和三脉冲对消的方法相对比,采用四脉冲对消和参差脉冲重复频率处理盲速的方法进行动目标检测。仿真实验证明,在动目标检测中使用线性调频脉冲压缩的四脉冲对消和参差脉冲重复频率方法,能够更好地提取杂波中的运动目标。
关键词: 线性调频(LFM);动目标显示(MTI);脉冲对消
MTI雷达的用途是抑制固定或慢速运动的无用目标信号,并且能检测或显示飞机之类的运动目标信号。MTI雷达在国防军事、气候监测有着极为重要的作用。传统的雷达动目标显示通常采用双脉冲、三脉冲以及单一的反馈延迟对消的方法。但是随着复杂对抗技术的进一步发展以及战略战术进一步的精度要求,传统的方法已满足不了新技术新条件下所提出来的新需求。如双脉冲对消方法在阻带不具有较宽的凹口、杂波和运动目标回波时,在显示器上同时显示,对于运动目标的观测较为困难。三脉冲对消具有比双脉冲对消更好的凹口,但通带响应不够平滑,在实际工程中,显示不出其优越性。单一的反馈延迟优点是通过反馈环路能够对滤波器的频率响应形状进行设计,但是其反馈容易造成振荡,限制了增益因子[1]。
本文首先在采用线性调频脉冲压缩的MTI雷达中简要地引入了双脉冲、三脉冲对消方法,然后在此基础上提出了四脉冲对消方法,滤除固定杂波提取出运动目标回波的信息。该方法大大改善了在杂波背景下检测运动目标的能力,从而能够很好地显示杂波中的运动目标。最后仿真实验证明了该方法的有效性及实用性。
1 LFM脉冲压缩雷达
1.1 LFM脉冲压缩雷达原理
LFM脉冲压缩雷达的基本工作原理[2]如图1所示。将雷达发射天线和目标假定为一个系统,即获得等效线性时不变(LTI)系统。
图5比较了双脉冲、三脉冲及四脉冲对消响应,可以看出,理想情况下四脉冲幅度响应比三脉冲、两脉冲幅度响应更佳,这一仿真结果与文中理论分析一致[6]。从图中的仿真结果对比可以看出,双脉冲、三脉冲对消明显没有四脉冲对消响应拥有更好的效果。
图6是经过MTI处理后的仿真图,可以明显看出,杂波经过四脉冲对消、盲速处理后,幅度明显减少,淹没在噪声中,运动目标(5个目标)显现在显示器上。在实际工程中要考虑到实际应用性,当脉冲过多会增大计算量,因而四脉冲的脉冲对消方法优势更为突出。
通过理论分析及实验证明,对回波采用双脉冲、三脉冲对消在实际应用中存在不理想的动目标响应,而采用四脉冲对消及盲速处理的动目标检测方法,能对回波数据进行较强的杂波抑制,并能提取更精确的动目标回波信息,从而大大改善了在杂波背景下检测运动目标的性能。该方法较之传统的三脉冲、两脉冲方法在仿真耗时仅相差0.05~0.15 s,并且其整体性能有显著的提升,有较强的实用性及工程应用性。
参考文献
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