推薦-相控陣雷達系統(tǒng)的設計與分析 精品

1、第一章相控陣雷達系發(fā)射信號的設計與分析1.1雷達工作原理雷達是Radar(RAdioDetectionAndRanging)的音譯詞，意為無線電檢測和測距”，即利用無線電波來檢測目標并測定目標的位置，這也是雷達設備在最初階段的功能。典型的雷達系統(tǒng)如圖1.1，它主要由發(fā)射機，天線，接收機，數(shù)據(jù)處理，定時控制，顯示等設備組成。利用雷達可以獲知目標的有無，目標斜距，目標角位置，目標相對速度等?，F(xiàn)代高分辨雷達擴展了原始雷達概念，使它具有對運動目標(飛機，導彈等)和區(qū)域目標(地面等)成像和識別的能力。雷達的應用越來越廣泛。圖1.1：簡單脈沖雷達系統(tǒng)框圖雷達發(fā)射機的任務是產(chǎn)生符合要求的雷達波形(Radar

2、Waveform),然后經(jīng)饋線和收發(fā)開關由發(fā)射天線輻射出去，遇到目標后，電磁波一部分反射，經(jīng)接收天線和收發(fā)開關由接收機接收，對雷達回波信號做適當?shù)奶幚砭涂梢垣@知目標的相關信息。假設理想點目標與雷達的相對距離為R,為了探測這個目標，雷達發(fā)射信號s(t),電磁波以光速C向四周傳播，經(jīng)過時間RC后電磁波到達目標，照射到目標上的電磁波可寫成：s(t-R)。電磁波與目標相互作用，一部分電磁波被目標散CR射，被反射的電磁波為s(t-)，其中b為目標的雷達散射截面(RadarCrossCSection，簡稱RCS)，反映目標對電磁波的散射能力。再經(jīng)過時間RC后，被雷達接收天線接收的信號為b-s(t-2R)。

3、C如果將雷達天線和目標看作一個系統(tǒng)，便得到如圖1.2的等效，而且這是一個LTI(線性時不變)系統(tǒng)。圖1.2:雷達等效于LTI系統(tǒng)等效LTI系統(tǒng)的沖擊響應可寫成：h(t)=Xc8(t-t)(1.1)M表示目標的個數(shù)，b是目標散射特性,it是光速在雷達與目標之間往返一次iii=1(1.2)(1.3)圖1.3：雷達回波信號處理的時間，2RT=iiC式中，R為第i個目標與雷達的相對距離。i雷達發(fā)射信號s(t)經(jīng)過該LTI系統(tǒng)，得輸出信號(即雷達的回波信號)s(t):rs(t)=s(t)*h(t)=s(t)*迓b8(t-t)=迓bs(t-t)riiiii=1i=1那么，怎樣從雷達回波信號s(t)提取出表

4、征目標特性的T(表征相對距離)和rib(表征目標反射特性)呢？常用的方法是讓s(t)通過雷達發(fā)射信號s(t)的匹配ir濾波器，如圖1.3。(1.4)1.5)s(t)的匹配濾波器h(t)為:rh(t)=s*(-t)r于是，s(t)=s(t)*h(t)=s(t)*s*(-t)*h(t)orr對上式進行傅立葉變換：S(jw)=S(jw)S*(jw)H(jw)o=IS(jw)bH(jw)(1.6)如果選取合適的s(t)，使它的幅頻特性IS(jW)l為常數(shù)，那么1.6式可寫為:S(jw)二kH(jw)o(1.7)其傅立葉反變換為:s(t)二kh(t)二k弋c8(tT)oiii=1(1.8)s(t)中包含

5、目標的特征信息T和b.。從s(t)中可以得到目標的個數(shù)M和每個oiio目標相對雷達的距離:R=Tcii21.9)這也是線性調頻(LFM)脈沖壓縮雷達的工作原理。1.2線性調頻(LFM)信號脈沖壓縮雷達能同時提高雷達的作用距離和距離分辨率。這種體制采用寬脈沖發(fā)射以提高發(fā)射的平均功率，保證足夠大的作用距離；而接受時采用相應的脈沖壓縮算法獲得窄脈沖，以提高距離分辨率，較好的解決雷達作用距離與距離分辨率之間的矛盾。脈沖壓縮雷達最常見的調制信號是線性調頻(LinearFrequencyModulation)信號，接收時采用匹配濾波器(MatchedFilter)壓縮脈沖。LFM信號(也稱Chirp信號)

6、的數(shù)學表達式為:s(t)=rec/d)ej2沢(t2)(1.10)式中f為載波頻率，reccTrect()=T1,1.11)0，elsewiseK=B，是調頻斜率，于是，信號的瞬時頻率為fc+Kt(2tT2)，如圖1.4將1.10式中的up-chirp信號重寫為：s(t)二S(t)ej2兀fct1.12)式中，S(t)=rect(穆)ej兀k2(1.13)是信號s(t)的復包絡。由傅立葉變換性質，S(t)與s(t)具有相同的幅頻特性，只是中心頻率不同而以，因此，Matlab仿真時，只需考慮S(t)。以下Matlab程序產(chǎn)生1.13式的chirp信號，并作出其時域波形和幅頻特性，如圖1.5。%d

7、emoofchirpsignalT=10e-6;%pulseduration10usB=30e6;%chirpfrequencymodulationbandwidth30MHzK=B/T;%chirpslopeFs=2*B;Ts=1/Fs;%samplingfrequencyandsamplespacingN=T/Ts;t=linspace(-T/2,T/2,N);St=exp(j*pi*K*t.八2);Regeneratechirpsignalsubplot(211)plot(t*le6,real(St);xlabel(Timeinusec);title(Realpartofchirpsig

8、nal);gridon;axistight;subplot(212)freq=linspace(-Fs/2,Fs/2,N);plot(freq*1e-6,fftshift(abs(fft(St);xlabel(FrequencyinMHz);title(Magnitudespectrumofchirpsignal);gridon;axistight;仿真結果顯示：rrsquercyirMlI?圖1.5：LFM信號的時域波形和幅頻特性1.3LFM脈沖的匹配濾波信號s(t)的匹配濾波器的時域脈沖響應為:1.14)h(t)=s*(t-1)0t是使濾波器物理可實現(xiàn)所附加的時延。理論分析時，可令t=0,

9、重寫1.14式,001.15)(1.16)h(t)=s*(-t)將1.10式代入1.15式得:h(t)=rect()e-j冗k2xej2冗fct圖1.6：LFM信號的匹配濾波如圖1.6,s(t)經(jīng)過系統(tǒng)h(t)得輸出信號s(t),os(t)=s(t)*h(t)os(u)h(t-u)du=Jh(u)s(t-u)du88ej兀Ku2當0tT時,8s(t)=J2oej冗Kt2ej2冗KtudutT2ejkKt2ej2kKtu#j2kKttj/sinKK(Tt)tej2kf-tKKt2xej2kfct(1.17)ej2kfcuxejKk(tu)2rect()ej2kfc(tu)du當Tt0時,tf2s

10、(t)=JejkKt2ej2kKtudu0ej2kKtut+卞-j2kKt-応sinKK(T+t)tej2kfctKKtejkKt2xej2冗ft(1.18)合并1.16和1.17兩式：tsinkKT(1_)tt1.19)s(t)=TTrect(一)ej2叫okKTt2T1.19式即為LFM脈沖信號經(jīng)匹配濾波器得輸出，它是一固定載頻f的信號。當ctT時，包絡近似為辛克(sine)函數(shù)。S(t)=TSa(kKTt)rect(丄)=TSa(kBt)rect(-)(1.20)TOC o 1-5 h z1兀1如圖1.7,當兀Bt=兀時，t=為其第一零點坐標；當兀Bt=時，t=-,B22B習慣上，將此時

11、的脈沖寬度定義為壓縮脈沖寬度。(1.21)1212BB1.22)LFM信號的壓縮前脈沖寬度T和壓縮后的脈沖寬度t之比通常稱為壓縮比D,TD=-=TBt1.22式表明，壓縮比也就是LFM信號的時寬頻寬積由2.1,3.3,3.6式，s(t),h(t),so(t)均為復信號形式，Matab仿真時，只需考慮它們的復包絡S(t),H(t),So(t)。以下Matlab程序段仿真了圖1.6所示的過程，并將仿真結果和理論進行對照。%demoofchirpsignalaftermatchedfilterT=10e-6;%pulseduration10usB=30e6;%chirpfrequencymodula

12、tionbandwidth30MHzK=B/T;%chirpslopeFs=10*B;Ts=l/Fs;%samplingfrequencyandsamplespacingN=T/Ts;t=linspace(-T/2,T/2,N);S仁exp(j*pi*K*t.八2);%chirpsignalHt=exp(-j*pi*K*t.八2);%matchedfilterSot=conv(St,Ht);%chirpsignalaftermatchedfiltersubplot(211)L=2*N-1;tl=linspace(-T,T,L);Z=abs(Sot);Z=Z/max(Z);%normalizeZ

13、=20*log10(Z+1e-6);Zl=abs(sinc(B.*tl);%sincfunctionZ1=20*log10(Z1+1e-6);t1=t1*B;plot(t1,Z,t1,Z1,r.);axis(-15,15,-50,inf);gridon;legend(emulational；sinc);xlabel(TimeinsectimesitB);ylabel(Amplitude,dB);title(Chirpsignalaftermatchedfilter);sub譏ot(212)%zoomN0=3*Fs/B;t2=-N0*Ts:Ts:N0*Ts;t2=B*t2;plot(t2,Z(N

14、-N0:N+N0),t2,Zl(N-N0:N+N0),r.);axis(-inf,inf,-50,inf);gridon;set(gca,Ytick；-13.4,-4,0,Xtick；-3,-2,-l,-0.5,0,0.5,l,2,3);xlabel(TimeinsectimesitB);ylabel(Amplitude,dB);title(Chirpsignalaftermatchedfilter(Zoom);仿真結果如圖1.8：-134Chirpsigrk&laftermatchedfitterI-3-cr051?2Fensec.H圖1.8：Chirp信號的匹配濾波圖1.8中，時間軸進行了

15、歸一化，（t/（1/B）=txB）。圖中反映出理論與仿真結果吻合良好。第一零點出現(xiàn)在1（即土丄）處，此時相對幅度-13.4dB。壓縮后的B脈沖寬度近似為丄（土丄），此時相對幅度-4dB,這理論分析（圖1.7）致。B2B上面只是對各個信號復包絡的仿真，實際雷達系統(tǒng)中，LFM脈沖的處理過程如圖1.9。圖1.9：LFM信號的接收處理過程雷達回波信號s(t)(1.4式)經(jīng)過正交解調后，得到基帶信號，再經(jīng)過匹配濾波r脈沖壓縮后就可以作出判決。正交解調原理如圖1.10，雷達回波信號經(jīng)正交解調后得兩路相互正交的信號I(t)和Q(t)。一種數(shù)字方法處理的的匹配濾波原理如圖1.11。圖1.11：一種脈沖壓縮雷達

16、的數(shù)字處理方式1.4Matlab仿真結果1)任務：對以下雷達系統(tǒng)仿真。雷達發(fā)射信號參數(shù)：幅度：1.0信號波形：線性調頻信號頻帶寬度：30兆赫茲(30MHz)脈沖寬度：10微妙(20us)中心頻率：1GHz(109Hz)雷達接收方式：正交解調接收距離門：45Km50Km目標：Tar1：45.5KmTar2：46KmTar3：47KmTar4：47Km5mTar5：48KmTar6：48Km2m(2)系統(tǒng)模型：結合以上分析，用Matlab仿真雷達發(fā)射信號，回波信號，和壓縮后的信號的復包絡特性，其載頻不予考慮(實際中需加調制和正交解調環(huán)節(jié))，仿真信號與系統(tǒng)模型如圖1.12。圖1.12：雷達仿真等效信

17、號與系統(tǒng)模型(3)線性調頻脈沖壓縮雷達仿真程序LFM_radar仿真程序模擬產(chǎn)生理想點目標的回波，并采用頻域相關方法(以便利用FFT)實現(xiàn)脈沖壓縮。函數(shù)LFM_radar的參數(shù)意義如下：T：chirp信號的持續(xù)脈寬；B：chirp信號的調頻帶寬；Rmin：觀測目標距雷達的最近位置；Rmax:觀測目標距雷達的最遠位置；R：一維數(shù)組，數(shù)組值表示每個目標相對雷達的斜距；RCS：一維數(shù)組，數(shù)組值表示每個目標的雷達散射截面。在Matlab指令窗中鍵入：LFM_radar(10e-6,30e6,45000,50000,45500,46000,47000,47005,48000,48002,1,1,1,1,

18、1,1)得到的仿真結果如圖1.13。(4)分辨率(Resolution)仿真改變兩目標的相對位置，可以分析線性調頻脈沖壓縮雷達的分辨率。仿真程序默認參數(shù)的距離分辨率為：=5m(1.23)C3xl08b=R2B2x30 x106圖1.14為分辨率仿真結果，可做如下解釋：圖(a)為單點目標壓縮的波形；圖(d)中，兩目標相距2m，小于b，因而不能分辨;R圖(e)中，兩目標相距5m,等于b，實際上是兩目標的輸出sinc包絡疊加，R可以看到他們的副瓣相互抵消；(h)圖中，兩目標距離大于雷達的距離分辨率，可以觀察出，它們的主瓣變寬,直至能分辨出兩目標。?5aoasTimsinusecS510070Rada

19、rechoaftercompression圖1.13：仿真結果QR=0R=2(c)血5R=7(d)R=6日EW圖1.14：線性調頻脈沖壓縮雷達分辨率仿真附錄：LFM_radar.m%demoofLFMpulseradar%=functionLFM_radar(T,B,Rmin,Rmax,R,RCS)ifnargin=0T=10e-6;%pulseduration10usB=30e6;%chirpfrequencymodulationbandwidth30MHzRmin=10000;Rmax=15000;%rangebinR=10500,11000,12000,120XX,13000,13002

20、;depositionofidealpointtargetsRCS=111111;%radarcrosssectionend%=%ParameterC=3e8;%propagationspeedK=B/T;%chirpslopeRwid=Rmax-Rmin;%receivewindowinmeterTwid=2*Rwid/C;%receivewindowinsecondFs=5*B;Ts=1/Fs;%samplingfrequencyandsamplingspacingNwid=ceil(Twid/Ts);%receivewindowinnumber%=%Gneratetheechot=lin

21、space(2*Rmin/C,2*Rmax/C,Nwid);%receivewindow%openwindowwhent=2*Rmin/C%closewindowwhent=2*Rmax/CM=length(R);%numberoftargetstd=ones(M,1)*t-2*R7C*ones(1,Nwid);Srt=RCS*(exp(j*pi*K*td.八2).*(abs(td)T/2);%radarechofrompointtargets%=%DigtalprocessingofpulsepressionradarusingFFTandIFFTNchirp=ceil(T/Ts);%pul

22、sedurationinnumberNfft=2八nextpow2(Nwid+Nwid-1)；%numberneededtoputelinear%convolutionusingFFTalgorithmSrw=fft(Srt,Nfft);%fftofradarechot0=linspace(-T/2,T/2,Nchirp);St=exp(j*pi*K*t0.八2);%chirpsignalSw=fft(St,Nfft);%fftofchirpsignalSot=fftshift(ifft(Srw.*conj(Sw);%signalafterpulsepression%=N0=Nfft/2-Nc

23、hirp/2;Z=abs(Sot(NO:NO+Nwid-l);Z=Z/max(Z);Z=20*logl0(Z+le-6);%figuresub譏ot(211)plot(t*le6,real(Srt);axistight;xlabel(Timeinusec);ylabel(Amplitude)title(Radarechowithoutpression);sub譏ot(212)plot(t*C/2,Z)axis(10000,15000,-60,0);xlabel(Rangeinmeters);ylabel(AmplitudeindB)title(Radarechoafterpression);%

24、=9第二章天線陣列設計雷達波形和信號的時間寬度通常與雷達的距離分辨率和速度分辨率相關，而雷達分辨率除了包括距離分辨率和速度分辨率，還包括角度分辨率，角度分辨率，亦稱為橫向距離分辨率。距離和速度分辨率由雷達信號的模糊函數(shù)確定。由模糊函數(shù)理論可知，信號的距離測量精度和分辨率取決于信號的頻率結構，為了提高距離分辨率，信號必須有大的持續(xù)帶寬，距離分辨率與信號帶寬的關系滿足下式cR=2B（2.1）R為距離分辨率，c為光速，B為信號持續(xù)帶寬。所以現(xiàn)代雷達幾乎都要求大帶寬甚至超寬帶工作能力。速度測量精度和速度分辨率同樣由模糊函數(shù)可知，它取決于信號的時域結構，即速度分辨率越高，要求信號具有大的持續(xù)時寬，二者關

25、系由下式確定c(2.2)v2fT0CV為速度分辨率，f為載波頻率，T為信號持續(xù)時寬。0c高性能雷達中常常使用大時寬帶寬積的雷達信號以獲得多方面的優(yōu)越性能，所以普通相控陣列雷達將受到限制。而光控相控陣雷達由于采用光真實延時技術能夠在大的瞬時信號帶寬下工作，故在現(xiàn)代相控陣雷達中，它將更加值得重視和深入研究。而角度分辨率取決于天線波束的寬度，其表達式為8=仏R（2.3）L8表示角度分辨率，九為載波波長，R為斜距，L為天線孔徑。為了提高角度分0辨率，可以采用更短的波長，以及使天線孔徑更大，更為實用和先進的改進角分辨能力的方法是采用具有超分辨處理能力的陣列技術，故相控陣列雷達具備了這方面的優(yōu)勢。陣列天線

26、有一個由大量相同輻射單元（例如裂縫或偶極子）組成的孔徑，每個單元在相位和幅度上是獨立控制的。能得到精確可預測的輻射方向圖和波束指向。由此處給出并將在以后還要詳細討論的一些簡單公式，很容易得到一般平面陣的特性。按間距九/2排列單元（九為波長）以避免產(chǎn)生被稱為柵瓣的多個波束。對筆形波束而言，輻射單元個數(shù)N與波束寬度的關系為(9)2(2.4)(2.5)100vW式中，垢是以度為單位的3dB波束寬度。當波束指向孔徑法線方向時，相應的天線增益為(2.6)式中，耳計入由天線損耗叫和由于單元不等加權帶來的幅度分布不均勻而產(chǎn)生的增益下降。當掃描到角度時，平面陣列增益減少到與投影孔徑相對應的值：TOC o 1-

27、5 h zG（e）呵coseo（2.7）同樣，掃描波束寬度由法線波束寬度增加到（端射=90。附近除外）0B（掃描）初b（法線）心胡028）填滿全空間的波束總數(shù)M（波束寬度為法線波束寬度且半功率點重疊）近似地等于增益，當ni它與n的簡單關系為M“N（2.9）在波束寬度隨掃描角度變化的平面陣列中，實際上能夠產(chǎn)生并填滿全空間的波束數(shù)為M*（冗/2）N（2.10）由于寬帶工作需要的是等路徑長度而不是等相位，所以用以2兀為周期的移相掃描時，單元并聯(lián)饋電的天線陣列其帶寬將受到限制（參見7.8節(jié)）。其極限如下式所示：帶寬（）波束寬度（）（2.11）這等效于帶寬極限由下式給出：脈沖寬度=2x孔徑尺寸用上述標準

28、，當頻率在帶寬內改變時，掃描的輻射方向圖將被控偏移1/4的60。處的波束寬度。如果帶寬范圍內的所有頻率均等加權使用，那么帶寬允許增加一倍（脈沖寬度減半）。當掃描角為00時，波束隨頻率的改變而掃描A0角度，即50ftan00(rad)丿丿(2.12)對于較寬的帶寬，必須引入時間延遲網(wǎng)絡以補償移相器。綜上所述雷達天線參數(shù)：頻帶寬度等于30兆赫茲（30MHz）角度分辨率6等于1o載波波長尢0等于0.3m雷達系統(tǒng)本身是一個大型的復雜系統(tǒng)，從信號角度來講，雷達的性能與其任何部分特性指標息息相關，因為任何部分都會對發(fā)射與接收的信號在頻域和時域產(chǎn)生影響。信號被發(fā)射或接收經(jīng)過天線時，天線將使信號產(chǎn)生失真，特別

29、是陣列天線仍然可以看作一個存在某種頻率響應特性的濾波器，只是它的頻響特性會隨著陣列的方向矢量改變而不同;同時，不同目標也存在不同的頻率響應特性，不同的雷達工作環(huán)境引起的回波雜波特性也不同，所以，研究雷達目標回波特性與雜波建模分析十分重要。在多功能相控陣雷達系統(tǒng)中，由于天線波束在較大空域內掃描以及對付多個或多種目標，所以相控陣雷達系統(tǒng)中，信號、天線、目標和環(huán)境相互作用觀在實際的相控陣雷達系統(tǒng)設計時尤為重要。第三章相控陣雷達信號處理單元系統(tǒng)設計一部先進的雷達必定要具有先進的信號處理系統(tǒng)。由于相控陣雷達要處理多批、高速目標，因此對信號波形設計與處理設備提出了更多、更高的要求。與相控陣天線波束掃描的靈

30、活性與自適應能力相適應，信號處理機應具有更強的自適應信號處理能力。相控陣天線的多通道特性使相控陣雷達信號處理機具有多通道并行處理的特點。3.1相控陣雷達信號處理單元系統(tǒng)分析本文研究的相控陣雷達是固定式多目標單脈沖體制測量雷達，主要用來完成某戰(zhàn)術導彈試驗和火控雷達精度實驗中的多個目標的跟蹤測量任務。它具備自動搜索、截獲和跟蹤多目標，具有較強的低空跟蹤性能，能提供多種探測波形和與之相對應的應答式、反射式、應答和反射混合等多種工作方式，以便達到最大的跟蹤距離和最佳的分辨率。雷達視頻信號處理單元用來完成雷達系統(tǒng)的雙三通道距離信息和角誤差信息的提取工作。其承擔的主要的信號處理任務如下:恒虛警率（CACF

31、AR和自適應CFAR）處理；雙門限檢測（CACFAR檢測器和自適應CFAR檢測器）;動目標顯示（數(shù)字雙脈沖單對消DMTI）；動目標檢測（DMTD:8點FFT和恒虛警率處理）；角誤差信號處理。3.1.1視頻信號處理單元技術指標根據(jù)雷達戰(zhàn)術和技術指標的要求，可得到視頻信號處理系統(tǒng)的有關技術指標如下:1、A/D采樣頻率和量化字長:根據(jù)相控陣雷達戰(zhàn)術指標對測距精度（隨機誤差延3m）和系統(tǒng)帶寬（1.7MHz、5MHz和10MHz）的要求，將A/D采樣頻率選取為f=50MHz。此時，距離門的寬度為3m。又根據(jù)相控陣雷達測距范圍（40Ckn）的要求，若距離的最小表示單位為lm,則輸出的距離數(shù)據(jù)須用21位來表

32、示。根據(jù)系統(tǒng)對材刀改善因子的要求和芯片采購的限制，A/D芯片的量化字長取12位。2、最大數(shù)據(jù)緩存深度:最大不模糊距離如下:（重復頻率為f）(3.1)1000km,500km,83.3km,75km,根據(jù)雷達的最大不模糊距離（1000km）和距離門（3m）的寬度，可知每個重復周期所需的最大數(shù)據(jù)緩存深度為1000 x103=333333個采樣數(shù)據(jù)(當重復頻率f150Hz時)。考慮到在脈沖發(fā)射的前后均存在盲區(qū)(t和t)，實際長度要略少一pab些。由于重復頻率f=150Hz是用于探測遠距離小目標的，為了保持較高的數(shù)據(jù)p率，不做MTI和MTD,因此，最多只需要一個周期長度的緩存空間，且緩存深度小于512

33、k個采樣數(shù)據(jù)。，當重復頻率取f=1800Hz2000Hz時，每個重復周期所需的最大數(shù)據(jù)緩存深度p為讓61800)x103=27778個采樣數(shù)據(jù)。由于重復頻率f=1800Hz3p2000Hz是用于探測低空目標的，需要做MTI和MTD，因此，如果MTI采用三脈沖雙對消，MTD采用8點FFT,則需要緩存10個重復周期的采樣數(shù)據(jù)，相應地，最大數(shù)據(jù)緩存空間為277777個采樣數(shù)據(jù)，其緩存深度也小于512k個采樣數(shù)據(jù)。3.1.2雷達信號分析由于相控陣雷達采用了應答和反射兼容的工作方式，它有兩套接收機，視頻信號處理系統(tǒng)要對兩種工作方式下的回波信號分別進行處理。該雷達的角度測量方法采用的是單脈沖幅度比較法。它

34、首先形成“和通道”(D、“方位差通道”()及“仰角差通道”(b)信號，然后用“和通道”信號對差通道信號進行歸一化處理，最終確定角誤差信號。同時，為了消除信號的盲相，確保得到的信號無損失，動目標檢測采用I、Q雙路檢測方案，相位檢波器輸出的I、Q兩路正交信號經(jīng)過高速A/D變換后送到視頻信號處理系統(tǒng)。由此可見，最終送至視頻信號處理系統(tǒng)的信號有六個通道共十二路。反射方式的三個通道信號是調頻脈沖經(jīng)過脈沖壓縮后的檢波信號，而應答方式的三個通道信號是單頻脈沖經(jīng)過窄帶濾波后的檢波信號，雖然二者在中頻段的處理方法有所區(qū)別，但其視頻信號的處理方式是類似的。具體情況如下表所示:采樣頻率率量化字長重復周期壓縮脈寬處理

35、方式反射方式50MHz12150Hz0.3“sCFAR300Hz、1818Hz0.15“s50MHz12150Hz0.3“sCFAR300Hz、1818Hz0.15“sA50MHz12150Hz0.3“sCFAR300Hz、1818Hz0.15“s應答方式50MHz12150Hz0.8“sCFAR300Hz0.8“s50MHz12150Hz0.8“s300Hz0.8“s50MHz12150Hz0.8“s300Hz0.8“s注:150Hz和300Hz的脈沖重復周期用于探測遠距離小目標及中距離多目標;而1818Hz的脈沖重復周期只用于探測低空目標，此時，為了解盲速，須進行頻率參差。當探測遠程小目標

36、和中高空多目標時，只對和通道做CFAR處理。而當探測低空目標時，才對這三個通道做MTI、MTD、CFAR等一系列處理;對應答方式下的信號不做MTD處理。當雷達處于全程搜索狀態(tài)時，為了降低信號處理機的負載，提高系統(tǒng)實時處理的能力，可將采樣頻率成倍數(shù)降低，最低采樣頻率可低至每個脈沖間隔12個取樣。這樣，在搜索方式下，采樣頻率可取f=25MHz、12.5MHz。S3.1.3視頻信號處理單元的接口視頻信號處理單元與其他單元共有三個接口:采樣數(shù)據(jù)輸入接口、數(shù)據(jù)通信接口、控制與狀態(tài)信號接口（包含時鐘與同步信號）。數(shù)據(jù)輸入接口:用于進行A/D采集數(shù)據(jù)的讀取，A/D采集的數(shù)據(jù)由輸入緩存板通過數(shù)據(jù)輸入接口傳輸至

37、處理單元;由采樣數(shù)據(jù)輸入端口輸入16位采樣數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通信接口:數(shù)據(jù)通信端口任務是向坐標測量計算機和數(shù)據(jù)記錄機發(fā)送視頻信號處理板的運算結果（包括距離信息和角誤差數(shù)據(jù)），并接收來自中央控制單元的系統(tǒng)控制字，向坐標測量計算機和數(shù)據(jù)記錄機傳送運算結果均采用塊傳輸方式，系統(tǒng)控制字的讀取采用中斷方式?？刂婆c狀態(tài)信號端口:控制與狀態(tài)信號端口主要是根據(jù)系統(tǒng)控制字定義的工作模式，向同步器、A/D控制信號產(chǎn)生器、模擬器等外設發(fā)出相應的控制命令,同時還讀取上述設備的狀態(tài)字和檢測字;處理單元有自己的時鐘，也可使用外部時鐘，外時鐘信號頻率為10MHz;并向組合提供8個10MHz的時鐘信號供其他插件使用;控制信號圖3.1雷達信號處理單元基本框圖3.1.4雷達信號處理單元的體系結構雷達信號處理具有以下特點:多任務性：現(xiàn)代雷達系統(tǒng)往往要做多種處理工作，如前