脉冲多普勒雷达的总结

脉冲多普勒雷达系统频段
脉冲多普勒雷达系统是一种常见的雷达技术，广泛应用于军事和民用领域。

它利用脉冲信号和多普勒效应来实现对目标的探测和跟踪。

在不同的频段下，脉冲多普勒雷达系统具有不同的特点和应用。

在S波段，脉冲多普勒雷达系统具有较高的分辨率和较小的波束宽度，适用于需要高精度探测的场景。

例如，在航空领域，S波段脉冲多普勒雷达系统可以用于飞机的导航和防撞系统，能够精确测量飞机与其他目标的距离和速度，提供可靠的飞行安全保障。

而在X波段，脉冲多普勒雷达系统具有较长的探测距离和较强的透穿能力，适用于对地面目标的探测。

比如，X波段脉冲多普勒雷达系统可以用于地质勘探和环境监测，可以探测到地下水和地表变形等信息，为资源开发和环境保护提供重要参考。

K波段和Ka波段的脉冲多普勒雷达系统具有较高的抗干扰能力和较强的穿透能力，适用于复杂的电磁环境和恶劣的天气条件下的探测任务。

例如，在天气预报和气象监测领域，K波段和Ka波段脉冲多普勒雷达系统可以用于测量降水粒子的速度和方向，实现对降雨量和暴风雨等极端天气的准确预测和警报。

脉冲多普勒雷达系统在不同频段下具有不同的特点和应用。

通过选择合适的频段，可以最大程度地满足不同领域的需求，实现对目标的精确探测和跟踪。

脉冲多普勒雷达系统的发展将进一步推动雷达
技术在军事、民用和科研等领域的广泛应用。

脉冲波多普勒
脉冲波多普勒（或称脉冲多普勒）是一种多普勒雷达技术，用于测量目标的速度和方向。

它通过发送脉冲波形的雷达信号，并接收回波信号来获取目标物体的速度信息。

多普勒效应是指当波源和接收器靠近或远离时，波的频率会发生变化。

在脉冲波多普勒中，雷达发送一个短暂的脉冲信号，当信号与移动目标相互作用时，目标物体会将信号反射回雷达。

由于目标物体的速度不同，返回的信号会有不同的频率偏移。

通过测量回波信号的频率偏移，可以确定目标物体的速度。

速度的正负取决于回波信号的频率偏移方向。

脉冲波多普勒雷达还可以通过测量多个方向上的频率偏移来确定目标物体的方向。

脉冲波多普勒广泛应用于航空、气象、交通、军事等领域。

在航空中，它用于测量飞机的速度和方向。

在气象上，它可以检测和跟踪风暴的运动。

在交通中，它用于监测和管理交通流量。

在军事中，它可以用于目标检测和识别。

脉冲多普勒雷达解模糊方法研究随着科技的进步，雷达技术在军事、民用等领域中得到广泛应用。

而脉冲多普勒雷达是一种常见的雷达形式，其优点在于可以对运动目标进行测量。

但是在实际应用中，多普勒雷达往往存在解模糊问题，使得测量结果出现误差。

因此，针对脉冲多普勒雷达解模糊问题的研究变得十分重要。

一、多普勒频移的介绍在多普勒雷达中，我们需要测量运动目标的速度，而多普勒频移是一个重要的参数。

多普勒频移是指由于运动目标距离改变而引起的雷达返回信号频率的变化。

二、解模糊方法的分类解模糊一般有两种方式: 频率搜寻法和相位编码法。

频率搜寻法包括单脉冲解模糊法、多次编码解模糊法和码序列解模糊法等。

这些方法具有实现简单的优点，但是需要增加信号带宽和增加信噪比才能保证有效性。

相位编码法则是利用一个或多个附加载波在单个脉冲内进行调制，识别目标速度。

三、压缩性脉冲（Chirp）技术压缩性脉冲（Chirp）技术是一种解决多普勒雷达解模糊问题的有效方法。

压缩性脉冲是一种呈线性调频（LFM）形式的脉冲，频率随时间变化呈直线，其脉冲宽度较窄，在瞬间能够收集大量的信息。

因此，通过压缩性脉冲技术，可以提高多普勒雷达的带宽，在一定程度上解决解模糊问题。

四、基于数字信号处理的解模糊方法数字信号处理技术可以对雷达返回信号进行优化，提高信号的质量和准确度。

基于数字信号处理的解模糊方法是利用数字信号处理技术来提高雷达的解模糊能力。

这种方法不仅可以避免模拟电路产生的干扰问题，而且可以快速地进行数据处理，提高雷达系统的工作效率。

综上所述，脉冲多普勒雷达的解模糊问题是雷达技术中需要解决的一个重要问题。

在实际应用中，我们可以采取压缩性脉冲技术、基于数字信号处理方案以及其他方法，提高多普勒雷达的解模糊能力，有效地提高雷达的精度和准确度。

随着技术的进步，解决雷达解模糊问题的方法将会进一步地发展和完善。

系统损耗下面讨论采用数字信号处理的PD雷达所固有的但不一定是独有的某些损耗。

量化噪声损耗量化噪声损耗是由模/数转换处理过程中所引入的噪声产生的，以及由信号处理电路中有限字长的截断效应产生的[45]。

CFAR损耗这是由检测门限非理想估值与理想的门限相比所造成的。

估计值的波动迫使门限均值高于理想门限值，因而产生了损耗。

多普勒滤波器的跨接损耗由于目标并不总是位于多普勒滤波器的中心，因而造成了多普勒滤波器的跨接损耗。

假设目标多普勒频率在一个滤波器频率范围内是均匀分布的，则可算出该损耗，而且它是FFT 副瓣加权的函数。

幅度加权损耗滤波器副瓣加权使多普勒滤波器的噪声带宽增加，从而导致了幅度加权损耗。

这种损耗可用多普勒滤波器噪声带宽的增量来考虑，而不看做另外的某种损耗。

脉冲压缩失配损耗脉冲压缩失配损耗是由于为了降低时间（距离）副瓣而引入失配产生的。

保护消隐损耗这是由保护通道寄生消隐造成的主信道检测损耗，如图17.9所示。

遮挡和距离波门跨接损耗由于遮挡，因此按式（17.20）给出的距离R0可能是零或最大值之间的任意值，这取决于脉间目标回波的确切位置。

当PRF较高时，会出现许多距离模糊，则扫描间的距离延迟可认为是随机的，且在脉间均匀分布。

在这种情况下，一种近似的性能度量是首先计算从零到脉冲间间隔全部模糊距离的平均检测曲线。

为获得与采用匹配波门接收发射脉冲无跨接时相同的检测概率，遮挡和距离波门跨接损耗等于系统所要求的信噪比提高。

由于检测概率的曲线形状不同，所以损耗取决于所选择的检测概率。

一种粗略的近似是脉间平均信噪比与匹配条件下的信噪比进行比较。

在M个宽度为τ的相邻距离波门情况下，这些波门占据了除宽度为τ的发射脉冲之外的整个脉冲间隔，在信噪比基础上的平均的遮挡和跨接损耗为第17章 脉冲多普勒（PD ）雷达 ·663·遮挡和跨接损耗= )1(3+M Y g t ττ= （17.21） 式中，Y 1=(1-R )(2+R ) M =1；Y =(1-R )(1-R +2X )+2+1.75(M -2) M >1, R ≥0.618;Y =(1-R )(1+R +Z )+(Z -R )[Z (Z +X )]+(1-Z )[Z (Z +1)+1]+1+1.75(M -2) M >1, R <0.618；Z =1/(1+X )；X =R -1；R =τb /τ；τb =第一个波门消隐的宽度；τ =发射脉冲τt 和接收波门τg 的宽度；M =相邻波门的数目。

脉冲多普勒雷达原理
脉冲多普勒雷达是一种利用脉冲信号来测量目标距离和速度的雷达系统。

它通过发射脉冲信号并接收目标反射的信号来实现目标的探测和跟踪。

脉冲多普勒雷达具有较高的测速精度和抗干扰能力，因此在军事、民用航空等领域得到了广泛的应用。

脉冲多普勒雷达的工作原理主要包括脉冲信号的发射和接收、目标回波信号的处理以及速度测量等几个方面。

首先，当脉冲多普勒雷达工作时，会发射一系列的脉冲信号。

这些脉冲信号会以一定的重复频率被发射出去，然后在空间中传播。

当这些脉冲信号遇到目标时，会被目标反射回来，形成回波信号。

接着，雷达系统会接收这些回波信号，并进行信号处理。

在信号处理过程中，脉冲多普勒雷达会对接收到的回波信号进行时域和频域的分析。

通过时域分析，可以测量目标与雷达之间的距离，即目标的径向距离。

而通过频域分析，可以测量目标的速度。

这是因为目标的运动会导致回波信号的多普勒频移，通过测量多普勒频移的大小，可以计算出目标的速度信息。

除了距离和速度测量外，脉冲多普勒雷达还可以实现目标的探测和跟踪。

当目标被探测到后，雷达系统会不断地追踪目标，并根据目标的运动状态进行预测。

这样可以实现对目标的持续跟踪，从而满足实际应用中对目标监测的需求。

总的来说，脉冲多普勒雷达是一种能够实现目标距离和速度测量的雷达系统。

它通过发射脉冲信号、接收目标回波信号并进行信号处理，实现了对目标的探测和跟踪。

在实际应用中，脉冲多普勒雷达具有较高的测速精度和抗干扰能力，因此在军事、民用航空等领域有着广泛的应用前景。

保护通道保护通道的工作原理是通过比较两个并行接收通道的输出，其中一个与主天线连接，另一个与保护天线连接，以判断接收的信号是来自主波束还是来自副瓣[26]~[28]。

保护通道使用宽波束天线，理想上其天线方向图超过主天线的副瓣。

两个信道的回波在同一个距离单元、同一个多普勒滤波器单元中进行比较。

当在保护接收机中的副瓣回波较大时，副瓣回波被抑制（消除）；而主波束回波则通过，因为主通道接收的回波较大。

图17.8是保护通道的方框图。

CFAR电路后（在理想条件下，两个通道是相同的）有3个门限，即主通道门限、保护通道门限及主通道与保护通道信号比门限。

这些门限的检测逻辑如图17.8所示。

由于主通道和保护通道比较而产生的消隐将影响主通道的目标检测性能，因此影响的程度是门限设置的函数。

门限设置是由副瓣杂波引起的虚警与主通道检测性能损耗间的折中。

图17.9是一个不起伏目标回波的例子。

图中，纵坐标是最后输出的检测概率，横坐标是主通道中的信噪比（SNR）。

如图17.10所示中的B2是保护通道SNR与主通道SNR之比。

目标位于主波束时，B2值小；而在副瓣峰值时，B2值则大，约为0dB左右。

在该例中，对主波束中目标而言，由于保护通道的消隐作用，因此检测性能损耗0.5dB。

图17.8双通道副瓣消隐器框图图17.9 采用保护通道的检测概率与信噪比之间的关系曲线图17.10 主天线和保护天线的方向图理想情况下，保护天线方向图增益在除主波束方向外的所有方向上都将超过主天线方向图的增益，从而使雷达通过副瓣检测到的目标数最小。

如果不是那样，则如图17.10所示的保护天线方向图上的副瓣峰点处目标回波将在主信道具有较大的检测概率，这将形成虚警。

检波后STC消隐离散副瓣杂波的第二种方法是采用检波后STC[29]。

其逻辑框图如图17.11所示。

基本上，CFAR的输出数据将在距离上相关（解析）3次。

每个相关器采用M/N准则来计算不图17.11单通道副瓣消隐逻辑框图模糊距离。

脉冲多普勒雷达的总结1、 适用范围脉冲多普勒（PD ）雷达是在动目标显示雷达基础上发展起来的一种新型雷达体制。

这种雷达具有脉冲雷达的距离分辨力和连续波雷达的速度分辨力，有更强的抑制杂波的能力，因而能在较强的杂波背景中分辨出动目标回波。

2、 PD 雷达的定义及其特征（1） 定义：PD 雷达是一种利用多普勒效应检测目标信息的脉冲雷达。

（2） 特征：①具有足够高的脉冲重复频率（简称PRF ），以致不论杂波或所观测到的目标都没有速度模糊。

②能实现对脉冲串频谱单根谱线的多普勒滤波，即频域滤波。

③PRF 很高，通常对所观测的目标产生距离模糊。

3、 PD 雷达的分类图1 PD 雷达的分类图① MTI 雷达（低PRF ）：测距清晰，测速模糊 ② PD 雷达（中PRF ）：测距模糊，测速模糊，是机载雷达的最佳波形选择 ③ PD 雷达（高PRF ）：测距模糊，测速清晰4、 机载下视PD 雷达的杂波谱分析机载下视PD 雷达的地面杂波是由主瓣杂波、旁瓣杂波和高度线杂波所组成的。

表15、PRF的选择（1）高、中、低脉冲重复频率的选择①机载雷达在没有地杂波背景干扰的仰视情况下，通常采用低PRF加脉冲压缩。

②迎面攻击时高PRF优于中PRF。

尾随时，在低空，中PRF优于高PRF ;在高空，高PRF优于中PRF。

③交替使用中、高PRF的方法，或者再加上在下视时采用低PRF的方法，并在低、中PRF时配合采用脉冲压缩技术，将是在所有工作条件下得到远距离探测性能的最有效的方法。

（2）高PRF时重复频率的选择①使迎面目标谱线不落人旁瓣杂波区中:②为了识别迎面和离去的目标：A、当接收机单边带滤波器对主瓣杂波频率固定时：B、当接收机单边带滤波器相对发射频率是固定时：注：单边带滤波器的通带范围应从，单边带滤波器的中心频率是固定的，但偏离应为。

6、PD雷达的信号处理系统PD雷达的信号处理系统主要由单边带滤波器、主瓣杂波抑制滤波器、零多普勒频率抑制滤波器、多普勒滤波器组、检波积累、转换器和门限等部分组成，下面总结各组成部分的特点及其实现方法。