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1.1.3 二次杂波对消器
滤波器频率特性：
其中通常取接近2但小于2的常数。
目的同样是在保证尽可能多地滤除杂波的
同时，处在零多普勒点的运动目标不被抑制完全。
对比见下图：
二次杂波对消器是工程中应用最多的杂波处理滤波器。
对于低速的杂波消除，频响特性可以向右平移一定的区间，平移的量是杂波运动速度对应的多普勒频移。
因此对于低速运动杂波对消的滤波特性为：
其中为杂波速度对应的多普勒频移。
利用二次杂波对消器处理杂波时，选取相参积累脉冲个数为。
1.2 多普勒滤波器组处理
一般，将MTI处理后输出的信号进行MTD处理，即窄带滤波处理，得到运动目标的速度信息。
1.2.1 窄带多普勒滤波器组实现
利用有N个输出的横向滤波器，经过各脉冲的加权求和实现。
频响幅度为：。
雷达信号处理技术与系统设计第一章绪论1.1 论文的背景及其意义近年来，随着电子器件技术与计算机技术的迅速发展，各种雷达信号处理技术的理论与应用研究成为一大热门领域。
雷达信号的动目标检测(MAD)是利用动目标、地杂波、箔条和气象干扰在频谱上的差别，抑制来自建筑物、山、树、海和雨之类的固定或低速杂波信号。
区分运动目标和杂波的基础是它们在运动速度上的差别，运动速度不同会引起回波信号频率产生的多普勒频移不相等，这就可以从频率上区分不同速度目标的回波。
固定杂波的中心频率位于零频，很容易设计滤波器将其消除。
但对于运动杂波，由于其多普勒频移未知，不能像消除固定杂波那样很容易地设计滤波器，其抑制就变得困难了从本质上来讲，雷达信号的检测问题就是对某一坐标位置上目标信号“有”或“无”的判断问题。
最初，这一任务由雷达操作员根据雷达屏幕上的目标回波信号进行人工判断来完成。
后来，出现了自动检测技术，一开始为固定或半固定门限检测，这种体制下当干扰和杂波功率水平增加几分贝，虚警概率将急剧增加，以至于显示器画面饱和或数据处理过载，这时即使信噪比很大，也不能作出正确的判断。
为克服这些问题进而发展了自适应恒虚警(Constant FalseAlarm Rate，CFAR)检测。
CFAR 检测使得雷达在多变的背景信号中能够维持虚警概率的相对稳定，这种虚警概率的稳定性对于大多数的雷达，如搜索警戒雷达、跟踪雷达、火控雷达等。
第二章 雷达信号数字脉冲压缩技术2.1 引言雷达脉冲压缩器的设计实际上就是匹配滤波器的设计。
根据脉冲压缩系统实 现时的器件不同，通常脉冲压缩的实现方法分为两类，一类是用模拟器件实现的 模拟方式，另一类是数字方式实现的，主要采用数字器件实现。
脉冲压缩处理时必须解决降低距离旁瓣的问题，否则强信号脉冲压缩的旁瓣 会掩盖或干扰附近的弱信号的反射回波。
这种情况在实际工作中是不允许的。
采 用加权的方法可以降低旁瓣，理论设计旁瓣可以达到小于-40dB 的量级。
基于FPGA的一种MTD滤波器组设计与实现摘要为了提高雷达动目标检测（MTD)的杂波抑制能力，本文将用于自适应信号处理中的最大信干比（MSINR）准则用来设计MTD处理中的滤波器组系数,取得很好的效果。
然后，使用FPGA实现MTD 的滤波器组设计。
【关键词】动目标检测最大信干比杂波抑制动目标检测(MTD）处理是一种利用多普勒滤波器来抑制各种杂波，以提高雷达在杂波背景下检测因动目标能力的技术。
20世纪70年代初,美国麻省理工学院林肯试验室研制成功第一代MTD处理器，它的基本结构包括三脉冲对消器级联8点FFT的杂波滤波器等技术.这种MTD杂波滤波器在杂波背景下检测运动目标的能力比MTI有较大的提高。
后来经过改进，林肯实验室又推出了第二代MTD处理器，使用了优化设计的FIR滤波器组代替对消器级联FFT的滤波器结构,进一步提高了杂波的抑制能力。
1 滤波器组设计本文的滤波器设计要使用最大信干比（MSINR）准则，该理论在自适应阵列信号处理中广泛使用，首先对该理论进行推导。
考虑N元等距线阵，阵元间距为d.远场处有一个期望和P个窄带干扰以平面波入射（波长为λ），到达角度分别为θ0和θk(k=1，2，..。
.。
.P)，阵列接收的快拍数可表示为将所推导的最大信干比准则用于MTD滤波器组设计。
此处设计滤波器组数为N，等分归一化频率。
将干扰信号产生在零频率附近，并去掉零通道以及左右各两个通道,所产生的滤波器组如图1所示（此图N=12）。
从图1中可以看到滤波器组中远离零号滤波器的滤波器在零频附近80dB的门限,能够有效抑制地物杂波。
对于零频附近的滤波器，直接采用加权的方式获得。
其幅频相应如图2所示。
这样就得到所需的滤波器组。
2 滤波器组的实现FPGA中MTD滤波器组的实现结构如图3所示。
由图3可见，MTD的滤波器组由三部分组成:数据分配模块、滤波器组模块和并串转换模块.下面将对他们进行描述。
2.1 数据分配模块该模块是将重排后的数据分配给滤波器组的每个通道，用于做滤波处理。
一种改进的最大信杂比MTD滤波器设计算法贾可新;张锦中【摘要】为了提高算法对调节因子和初始阻带衰减的稳定性,提出了一种改进的最大信杂比MTD滤波器设计算法.与原始的设计算法相比,该算法通过对滤波器频响与期望频响的误差进行归一化处理,并重新计算某些杂波功率为零,但不满足期望阻带衰减要求的频点的杂波功率,获得了改进的杂波功率迭代公式,降低了对调节因子的敏感性.为降低初始阻带衰减对算法稳定性的影响,所提算法采用了逐次增大初始阻带衰减的策略.因此,改进的MTD滤波器设计算法不需反复调节控制参数,提高了设计效率,具有较高的价值.仿真实例验证了所提算法的有效性.【期刊名称】《火控雷达技术》【年(卷),期】2017(046)002【总页数】5页(P47-51)【关键词】MTD滤波器组;杂波抑制;最大信杂比准则;脉冲重复频率【作者】贾可新;张锦中【作者单位】华东电子工程研究所合肥230088;华东电子工程研究所合肥230088【正文语种】中文【中图分类】TN958.2Abstract: To improve algorithm stability for regulatory factor and initial stopband attenuation, a design algorithm of modified maximum signal-to-clutter ratio(SCR) moving target detection (MTD) filters is presented. Comparing with original design algorithm, using this algorithm can achieve improved clutter power iterative formula, and reduce sensitivity to regulatory factor by normalized processing error between filter frequency response and expected frequency response and recalculating clutter power of frequency point whose power is zero, but it cannot meet requirement for expected stopband attenuation. In order to reduce effect of initial stopband attenuation on algorithm stability, the proposed algorithm employs strategy of increasing initial stopband attenuation gradually. Hence, the modified MTD filter design algorithm does not need to regulate control parameters so as to increase design efficiency. It provides higher value. The simulated example verifies effectiveness of the presented algorithm.Key-words：MTD filter bank; clutter suppression; maximum signal-to-clutter ratio criteria; pulse repetition frequency在工作环境中，雷达接收信号不但含有来自运动目标的回波信号，也有从地物、云雨以及人为施放的箔条等物体散射产生的杂波信号。
基于卷积窗的动目标检测雷达滤波器组的设计摘要：分析了动目标检测雷达多普勒滤波器组的不足，提出了一种新的基于加卷积窗的FFT滤波器组，改善了雷达处理增益。
理论推导和检测性能仿真结果表明，在频率偏移时，基于加卷积窗的FFT滤波器组具有比传统FFT和WFFT更好的检则性能。
关键词：动目标检测；雷达；滤波器组；FFT中图分类号：TN957.51 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.08.010动目标检测（MTD）雷达是利用多普勒效应检测目标信息的脉冲雷达，其核心为多普勒滤波器组，常用快速傅里叶变换（FFT）实现。
但是，FFT的高旁瓣效应在强杂波环境中会造成大量的虚警，甚至可能淹没真实的目标。
因而，必须采用时域加权方式，通过减少频谱泄漏降低滤波器的旁瓣。
针对回波频率偏离滤波器中心频率的FFT失配情况，文献[1]通过交替运用加窗傅里叶变换（WFFT）和离散小波变换（DWT）这两种方法，在整个频率范围内得到了非最佳的折衷处理效果，而且提升了系统的复杂程度。
文献[2]在文献[1]的基础上提出了基于单边形式海明窗的FFT/WFFT-DWT方法，进一步提高了检测性能。
本文探讨了一种新的卷积窗FFT方法（CWFFT）。
该方法能够减少频谱泄漏，增加雷达的信息处理增益，提高检测性能。
1 MTD雷达滤波器组的工作原理在MTD雷达的信号处理中，在杂波抑制器后串接的窄带滤波器起着重要的作用，它是相干脉冲串的匹配滤波器，对输入脉冲进行相干积累。
采用数字信号处理技术时，可以通过横向滤波器或FFT实现。
MTD雷达信号的具体处理流程为：雷达接收机接收回波后经过高频放大、混频、中频放大等环节，将信号变为中频信号，再经过零中频正交双通道处理，将信号变为视频信号；将视频信号通过主杂波对消器，滤除零频率杂波后进行多普勒滤波；经多普勒滤波处理后，再作恒虚警处理，得到目标的多普勒信号。
在实际工作中，多普勒滤波可以由横向滤波器或FFT实现。
MTD雷达中滤波器组的设计和实现
贺坤;罗丰;王炜;张宇
【期刊名称】《火控雷达技术》
【年(卷),期】2006(035)003
【摘要】在某MTD雷达信号处理系统中,采用切比雪夫一致逼近法设计MTD滤波器,讨论其硬件实现方法.测试结果表明,各滤波器副瓣在-50dB以下,该MTD系统对地杂波的改善因子达55dB以上,能够达到较好的检测效果.
【总页数】3页(P57-59)
【作者】贺坤;罗丰;王炜;张宇
【作者单位】西安电子科技大学,西安,710071;西安电子科技大学,西安,710071;西安电子科技大学,西安,710071;西安电子科技大学,西安,710071
【正文语种】中文
【中图分类】TN713;TN959.1+1
【相关文献】
1.FFT-MTD滤波器组优化设计与仿真 [J], 周亚飞;赵修斌;邹鲲
2.FIR窄带滤波器组在现代雷达中的实现和优化方法 [J], 潘瑞云;胡万坤
3.基于FPGA的一种MTD滤波器组设计与实现 [J], 徐飞;
4.MTD雷达中多普勒滤波器组的硬件实现 [J], 钱冬宁
5.一种基于二阶锥规划的MTD滤波器组设计算法 [J], 贾可新; 张茹斌
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目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)1 引言 (3)1.1 研究背景及意义 (3)1.2 国内外研究现状 (4)1.3 本设计的指导思想和主要工作 (4)2 动目标检测(MTD)雷达基本原理 (6)2.1 多普勒效应 (6)2.2 动目标检测(MTD)雷达的工作原理 (8)2.2.1 动目标显示(MTI)雷达的工作原理 (8)2.2.2 动目标检测(MTD)雷达的工作原理 (10)3 MTD多普勒滤波器组的设计 (13)3.1 加权DFT实现MTD滤波 (13)3.1.1 DFT滤波器分析 (13)3.1.2 窄带滤波器组信号处理的优点 (15)3.2 FIR实现MTD多普勒滤波器 (16)3.2.1 设计思路 (17)3.2.2 MTD多普勒滤波器组的设计 (17)3.3 MTD/MTI雷达的性能评价指标 (20)4 MTD雷达中预处理模块设计 (23)4.1 乒乓操作 (23)4.1.1 乒乓操作的处理流程 (23)4.1.2 乒乓操作的特点 (23)4.1.3 乒乓操作的应用 (25)4.2 MTD雷达匹配滤波器的总体结构 (26)4.3 MTD雷达中预处理模块设计 (27)4.3.1 多路选择器的设计 (28)4.3.2 计数器的设计 (30)4.3.3 MTD雷达预处理模块设计 (32)总结 (34)谢辞 (34)参考文献 (35)合肥工业大学理学院电子科学与技术2006届毕业论文集摘要：在高科技战争中，探测敌方的进攻目标(如飞机、导弹、舰艇等)是一个重要问题。
它实际上是一个解决在密集的杂乱回波中发现感兴趣的目标的问题，即所谓的动目标检测(MTD)。
本文对MTD雷达技术的核心(多普勒滤波器组)进行了深入的研究和设计。
文章主要分为以下四个部分：首先，本文对研究课题的背景及其意义进行了一个大概的说明。
其次，对动目标检测(MTD)雷达的基本原理进行了全面而详细的介绍，如MTD的主要功能，其中，对于与MTD极其相关的动目标显示(MTI)也进行了一个简要的介绍。
再次，对MTD雷达技术的核心(多普勒滤波器组)进行了设计和分析，文中应用了加权DFT和FIR这两种方法实现MTD滤波，并给出了MTD 性能评价指标。
最后，对MTD滤波器输入数据的存储这一问题用预处理乒乓操作进行了设计，并对仿真结果进行了分析和说明。
关键词：动目标检测(MTD)，动目标显示(MTI)，滤波器，乒乓操作，设计MTD雷达中多普勒滤波器组的设计与实现Abstract：In high-tech warfare, detecting enemy’s offensive goals (such as aircraft, missiles, ships, etc.)is an important issue.In fact, it is a solution about how to found the interestingobjectives in the intensive mess echo., the so-called MovingTarget Detection (MTD).In this paper, I spent much time and many words on the research of the core of MTD radar technology--the design ofDoppler Filter Team. The article is divided into four mainparts:First, There is a general description about the background of this topic and its significance. Secondly, the basicprinciples of the Moving Target Detection (MTD) radar arecomprehensive and detailed introduced, such as the mainfunction of MTD. In addition, the Moving Target Indication(MTI)which is Extremely relevant with MTD is also conducted a briefintroduction. Thirdly, There are some design and analysis thatI did on the MTD radar technology core (Doppler Filter Team),and the two approaches—DFT and FIR were applicated inachieving MTD filter. At the same time some of the MTDperformance evaluation indicators were given. Finally, how tostore the input data of MTD filter in the design was designedwith the ping-pong operation, and the simulation results wereanalysed and described.Keyword: Moving Target Detection (MTD), Moving Target Indication(MTI), Filter, Ping-pong operation , Design合肥工业大学理学院电子科学与技术2006届毕业论文集1 引言1.1 研究背景及意义雷达是用来发现目标和测量目标的无线电电子系统。
雷达工作的物理基础是物体对电磁波的反射现象。
雷达的两个主要特征是，它具有远距离探测目标和对目标进行较高精度定位的能力。
虽然雷达技术主要因军事应用而得到发展，但它也在许多民用领域中得到了应用，比如船舶和飞机的导航就是典型的例子。
从50年代末以来，由于航空与航天技术的飞速发展，飞机、导弹、人造卫星及宇宙飞船等采用雷达作为探测和控制的手段，尤其是在60年代研制的反洲际弹道导弹系统，对雷达提出了高精度、远距离、高分辨率及多目标测量等要求。
由于解决了一系列的关键性问题，雷达进入蓬勃发展的新阶段，如脉冲压缩技术的采用；单脉冲雷达和相控阵雷达研制的成功；脉冲多卜勒雷达体制的研制成功，使雷达能测量目标的位置和相对运动速度，并具有良好的抑制地物去干扰等的能力；由于雷达中数字电路的广泛应用和计算机与雷达的配合使用，使雷达的结构组成和设计发生了根本性的变化。
雷达采用这些先进技术后，工作性能大为提高。
60年代相控阵雷达技术大量用于战术雷达，这期间研制成功的主要相控阵雷达，包括美国陆军的“爱国者”、海军的“宙斯盾”等。
进入90年代，尽管冷战结束，但局部战争仍然不断，特别是由于海湾战争的刺激，雷达又进入了一个新的发展时期；对雷达观察隐身目标的能力、在反辐射导弹(ARM)与电子战(CEW)条件下的生存能力和工作有效性提出了更高的要求，对雷达测量目标特征参数和进行目标分类、目标识别有了更强烈的需求。
随着微电子和计算机的高速发展，雷达的技术性能也在迅速提高，在军事上的应用进一步扩大。
雷达是在不断发展变化的：一方面它综合应用各种新技术、新器件来完善和提高自身的性能，另一方面不断出现的各种新技术的应用，也促使雷达不断的改善。
在现代高技术战争条件下，雷达所面临的电磁信号环境越来越复杂，雷达在复杂电磁环境下的生存能力便成为衡量雷达性能指标的重要标志。
为了抵御各种有源和无源干扰，现代雷达采取了各种各样的抗干扰措施，概括起来，可以归纳为时域抗干扰、频域抗干扰和空域抗干扰三个方面。
雷达信号的频域抗干扰措施主要包括动目标显示(MTT)、动目标检测(MTD)和脉冲多普勒(PD)技术等。
广义讲，MTD是PD的一种特例，一般认为MTD是一MTD雷达中多普勒滤波器组的设计与实现种低重复频率的PD处理。
但MTD与PD处理的基木原理是相同的。
现在，MTD处理己成为雷达抗干扰(尤其是抗杂波干扰和箔条干扰)的重要手段，在现代雷达中得到了广泛的应用，发挥着不可替代的作用。
1.2 国内外研究现状1974年美国麻省理工学院林肯实验室研制出了新型的需达信号频域处理装置——动目标检测器，为第一代MTD。
它主要由一个传统的三脉冲MTI对消器级联一个8点FFT构成，这一8点FFT等效为一组相邻有覆盖的窄带滤波器组，它实际上就是用作脉冲串回波相参积累的匹配滤波器。
第二代MTD在70年代末推出，它的主要改进是：其一，在匹配滤波处理后对同一单元不同滤波器频道的输出分别进行自适应门限调整，即分频道CFAR处理；其二，增加了所谓“饱和/干扰”试验电路，用于封锁特别强干扰的对应距离单元的输出；其三，具备了一定的气象估测能力，这主要是ATC需达所要求的。
更新一代的动目标检测是自适应MTD(AMTD),其关键是实时检测杂波的存在，判定杂波强度(如强/中/弱)甚至特性，据此对存储的杂波图进行修正，并自动产生或选择滤波器加权因子，以期在保证对地杂波的高度抑制的前提下，尽量减小对气象(如雨)杂波的灵敏性(低的多普勒旁瓣),并具有最小的主瓣宽度和最小的信噪比(SNR)损失。
目前MTD技术己成为雷达数字信号处理机的核心技术。
伴随着视频数字集成电路，特别是FFT,DSP以及PLD硬件的发展，使MTD技术得以在脉冲多普勒(PD)雷达引信信号处理机的硬件上实现，并使引信在1-2ms内完成对背景干扰下动目标的三维探测和对回波更具细节的检测与识别成为可能，这大大提高了系统的信噪比和信干比。
1.3 本设计的指导思想和主要工作本文对MTD的核心技术(多普勒滤波器组)进行了设计，多普勒滤波器组的设计首先要解决的问题是滤波器的设计，而滤波器的设计方法多种多样，其中最常用的方法有三种：窗函数设计法、频率抽样设计法和切比雪夫加权设计法。
本文在设计滤波器时应用了窗函数法，选择了相对理想的窗口(汉明窗)，从仿真出来的结果看，还很理想，其旁瓣较低，主瓣宽度也比较窄。
各个滤波器设计好之后，接下来就是对各个滤波器进行加权处理，实现多普勒滤波器组。
实验结果表明，合肥工业大学理学院电子科学与技术2006届毕业论文集所设计的多普勒滤波器组，具有滤波精度高、处理速度快、可编程特性好的特点。
多普勒滤波器组的实现另一个比较核心的问题是滤波器输入数据的存储，由于MTD雷达原理的别样性，文中采用了预处理乒乓操作对MTD滤波器输入数据进行存储。
