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《現(xiàn)代雷達信號處理》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、雷達空域及空時信號處理趙永波ybzhao@xidian.edu.cn雷達信號處理國防科技重點實驗室雷達信號處理重點實驗室內(nèi)容簡介主要內(nèi)容:陣列信號處理在雷達中應用1、背景知識2、自適應旁瓣匿影(SLB)3、自適應旁瓣相消(SLC)4、自適應數(shù)字波束形成(ADBF)5、波達方向(DOA)估計6、動目標顯示(MTI)和動目標檢測(MTD)7、空時聯(lián)合自適應處理技術(shù)(STAP)8、空時聯(lián)合DOA估計9、米波雷達測高技術(shù)雷達信號處理重點實驗室一、背景知識1、雷達信號處理內(nèi)容雷達:一種重要的電磁傳感器,在國防和國民經(jīng)濟中應用廣泛,最大特點是全天時、全天候工作。雷達組成:
2、天線、發(fā)射機、接收機、信號處理機、終端顯示等。雷達體制:機械掃描相控陣體制數(shù)字陣列體制雷達功能:探測、定位、識別(成像)。資源利用:時域、空域、頻域、極化。雷達信號處理重點實驗室一、背景知識1、雷達信號處理內(nèi)容雷達信號處理重點實驗室一、背景知識1、雷達信號處理內(nèi)容雷達信號處理重點實驗室一、背景知識1、雷達信號處理內(nèi)容抗干擾:自適應旁瓣匿影(SLB)自適應旁瓣相消(SLC)自適應數(shù)字波束形成(ADBF)抗雜波:動目標顯示(MTI)動目標檢測(MTD)空時聯(lián)合自適應處理技術(shù)(STAP)抗噪聲:脈沖壓縮(PC)脈沖相干/非相干積累檢測和定位:恒虛警率(CFAR)檢測
3、距離、角度(或DOA)估計雷達信號處理重點實驗室一、背景知識雷達信號處理重點實驗室一、背景知識雷達信號處理重點實驗室一、背景知識雷達信號處理重點實驗室一、背景知識接收MTI檢測通信波束合成脈壓(干擾相消)測高MTD定時控制(差分)雷達信號處理重點實驗室一、背景知識2、陣列信號處理內(nèi)容陣列信號處理:將多個傳感器設(shè)置在空間的不同位置而組成傳感器陣列,用傳感器陣列來接收空間信號并對接收的信號進行處理。研究內(nèi)容:自適應波束形成(ADBF,又稱空域濾波)和波達方向(DOA)估計目的:通過對陣列接收的信號進行處理,增強所需要的有用信號,抑制無用的干擾和噪聲,并提取有用的信
4、號特征以及信號所包含的信息。優(yōu)點:與傳統(tǒng)的單個定向傳感器相比,傳感器陣列具有靈活的波束控制、高的信號增益、極強的干擾抑制能力以及高的空間分辨能力等。雷達信號處理重點實驗室一、背景知識由于空間傳播波攜帶信號是空間位置和時間的四維函數(shù),所以:連續(xù):面天線空間采集{傳播波{離散:傳感器陣列的接收時間采所有傳感器同步采樣集:又稱為快拍(snapshot)雷達信號處理重點實驗室一、背景知識空時采樣示意圖如下:1N2LN元傳感器陣列}M次同步采樣MMM空時處理獲取信息:波的到達方(DOA)、波形參數(shù)、極化參數(shù)估計、空間濾波與檢測等雷達信號處理重點實驗室一、背景知識3、陣列
5、信號模型θ12NdL第一個陣元收到的信號:x(t)=s(t)exp[j(ωt+?)]1r**W*WWN=s(t)exp(j?)exp(jωt)12r=s(t)exp(jωt)雷達信號處理重點實驗室一、背景知識第二個陣元收到的信號:x(t)=x(t+Δt)21=s(t+Δt)exp(jωt)exp(jωΔt)Δt=dsinθ/c假設(shè)復包絡(luò)變緩慢(為窄帶信號),則s(t+Δt)≈s(t)所以有x(t)=s(t)exp(jωt)exp(j2πdsinθ/λ)2雷達信號處理重點實驗室一、背景知識若以陣元1為參考點,則各陣元接收信號可寫成:xtste()=()jtω12
6、πjdsinθjtωxtsted()=()λ2M2πjNd()?1sinθjtωxtstee()=()λN雷達信號處理重點實驗室一、背景知識寫成矢量的形式:??1??xt()??12π????jdsinθxt()eλXa==??2jtω??=()ts()tes()()tθ??M??M????xt2π????N()jNd()?1sinθ???eλ?稱a(θ)為方向矢量或?qū)蚴噶浚⊿teeringVector)。在窄帶條件下,只依賴于陣列的幾何結(jié)構(gòu)(已知)和波的傳播方向(未知)。st()為復包絡(luò)(視頻),信號形式和不同的應用環(huán)境、處理的不同問題有關(guān)。雷達信號處理重
7、點實驗室一、背景知識其中k=2π/λc雷達信號處理重點實驗室一、背景知識以均勻圓陣中心為參考點雷達信號處理重點實驗室一、背景知識4、陣列窄帶信號的定義假設(shè)D為陣列的孔徑,信號帶寬為B,當信號在陣列上的最大延遲Δt(=D/c)<<1/B時,該信號為窄帶信號。B=1/τ,τ為包絡(luò)寬度。寬帶信號可以通過分成多個子帶來存處理雷達信號處理重點實驗室一、背景知識5、常規(guī)波束形成(ConventionalBeamforing)波束形成(空域濾波)技術(shù)與時間濾θ波相類似,也是對(空域)采樣數(shù)據(jù)12N作加權(quán)求和,輸出為:dLHHyt()==WX()tst()Wa(θ)T**其中
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