回波和雜波的頻譜及動目標顯示濾波器——雷達


一、雜波和回波信號的頻譜特性

1、雷達回波信號的頻譜

回波信號:

(1)

 回波信號的頻譜:

(2)

 假設為固定目標;tr是一個固定的值。

分析頻譜時首先分析幅頻特性,對2式取模可得

其中

m為常數,可以看出,回波信號的幅頻特性和發射信號的幅頻特性相同。

當目標運動時。只需要在固定目標的基礎上考慮上多普勒頻率。

 

假設

 

   一個周期性的門函數。周期性的門函數的傅里葉變換(分析周期化函數時,通過傅里葉級數來進行分析的,由傅里葉級數可以知道,周期性信號的傅里葉變換是一個離散譜)。

  負無窮到正無窮周期性函數的傅里葉函數是一個個δ函數。δ函數之間的間隔就是周期的倒數。在不包含載頻的條件下,周期性門函數的傅里葉變換,肯定是一個個的δ函數,δ函數的間隔是Tr分之一。

                               

                            

   當乘以cos函數后,傅里葉變換的結果為。

                   

   但在實際情況中,雷達信號應該是接收信號和天線掃描函數。

  

   一般傳統的天線掃描函數為高斯型。

  所以求得的雷達信號的傅里葉變換為:

                                          

  當沒有多普勒頻域時,發射信號的頻譜和接收信號的頻譜是一樣的只是幅度大小不一樣。

                                            

                                                  

 n表示的就是天線掃描期間收到的回波信號的脈沖個數。

                                         

 由於任何函數和δ函數的卷積都是該函數本身,所以上邊卷積得到的結果為(對於運動目標需要加一個多普勒頻率);

                      

2、雜波頻譜

                                                

  雜波的頻譜和m(f)的頻譜相類似,因為雜波信號也要經過天線方向圖函數。

二、動目標顯示濾波器

                                                         

 

                                                                                         相消器圖

  運用Z變換,遲延一個時間(采樣周期),用Z變換描述為Z-1和不遲延的信號進行相加減。輸入的是X(Z),輸出的是Y(Z)。所以這個線性系統的Z變換為:

                                                             

  對Z變換進行處理得到這個線性系統的幅頻特性。

                                                    

                                                   

 

   這個線性系統把頻率為nfr,n為整數。回波濾除,當頻率為0時,對應的是固定的目標,當頻率不為0時,對應的目標是以盲速運動的目標。

 

 


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