MTI動(dòng)目標(biāo)顯示雷達(dá)

MTI動(dòng)目標(biāo)顯示雷達(dá)雷達(dá)要探測(cè)的目標(biāo)，通常是運(yùn)動(dòng)著的物體，例如空中的飛機(jī)、導(dǎo)彈，海上的艦艇，地面的車輛等等。但在目標(biāo)的周圍經(jīng)常存在著各種背景，例如各種地物、云雨、海浪及敵人施放的金屬絲干擾等。這些背景可能是完全不動(dòng)的，如山和建筑物，也可以是有風(fēng)時(shí)的海浪干擾和金屬絲干擾，一般來(lái)說(shuō),其運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于目標(biāo)。這些背景所產(chǎn)生的回波稱為雜波或無(wú)源干擾。當(dāng)雜波和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波在雷達(dá)顯示器上同時(shí)顯示時(shí)，會(huì)使目標(biāo)的觀察變得困難。如果目標(biāo)處在雜波背景內(nèi)。如果雷達(dá)終端采用自動(dòng)檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，則由于大量雜波存在，將引起終端過(guò)載或者不必要地增大系統(tǒng)的容量和復(fù)雜性。因此無(wú)論從抗干擾或改善雷達(dá)工作質(zhì)量的觀點(diǎn)來(lái)看，選擇運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波而抑制固定雜波背景都是一個(gè)很重要的問(wèn)題。區(qū)分動(dòng)目標(biāo)和固定雜波的基礎(chǔ)是它們?cè)谒俣壬系牟顒e。由于運(yùn)動(dòng)速度不同而引起回波信號(hào)頻率產(chǎn)生的多普勒頻移不相等，就可以從頻率上區(qū)分不同速度目標(biāo)的回波。在動(dòng)目標(biāo)顯示（MTI）和動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)（MTD）雷達(dá)中使用了各種濾波器，濾去固定雜波而取出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的回波，從而大大改善了在雜波背景下檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的能力，并提高了雷達(dá)的抗干擾能力。脈沖工作狀態(tài)時(shí)的多普勒效應(yīng)盲速和頻閃盲速：是指目標(biāo)雖然有一定的徑向速度％,但若其回波信號(hào)經(jīng)過(guò)相位檢波器后，輸出為一串等幅脈沖，與固定目標(biāo)的回波相同，此時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度稱為盲速。（九等于脈沖重復(fù)頻率力?的整數(shù)借）頻閃：頻閃效應(yīng)是指當(dāng)脈沖工作狀態(tài)時(shí)，相位檢波器輸出端回波脈沖信號(hào)的包絡(luò)調(diào)制頻率凡，與目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的徑向速度％不再保持正比關(guān)系。此時(shí)如用包絡(luò)調(diào)制頻率測(cè)速時(shí)將產(chǎn)生測(cè)速模糊。（即九超過(guò)重復(fù)頻率/；?的一半）產(chǎn)生盲速和頻閃效應(yīng)的基本原因在于，脈沖工作狀態(tài)是對(duì)連續(xù)發(fā)射的取樣，取樣后的波形和頻譜均將發(fā)生變化。動(dòng)目標(biāo)顯示雷達(dá)的工作原理及主要組成當(dāng)用多普勒效應(yīng)來(lái)鑒別運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波和固定目標(biāo)回波時(shí)，與普通脈沖雷達(dá)的差別是必須在相位檢波器的輸入端加上基準(zhǔn)電壓（或稱相參電壓），該電壓應(yīng)和發(fā)射信號(hào)頻率相參并保存發(fā)射信號(hào)的初相，且在整個(gè)接收信號(hào)期間連續(xù)存在。工程上，基準(zhǔn)電壓的頻率常選在中頻（相位檢波器的相位基準(zhǔn)）。各種回波信號(hào)均與基準(zhǔn)電壓比較相位。從相位檢波器輸出的視頻脈沖，有固定目標(biāo)的等幅脈沖串和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的調(diào)幅脈沖串。通常在送到終端（顯示器或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)）去之前要將固定雜波消去，故要采用相消設(shè)備或雜波濾波器，濾去雜波干擾而保存運(yùn)動(dòng)目標(biāo)信息。下面著重討論相參電壓的獲取和固定雜波消除這兩個(gè)特殊問(wèn)題。1?獲得相參電壓的方法相參電壓獲得的途徑和雷達(dá)發(fā)射機(jī)的形式有直接關(guān)系。目前，脈沖雷達(dá)所用發(fā)射機(jī)有自激震蕩式和主振放大式兩類。A.中頻全相參動(dòng)目標(biāo)顯示當(dāng)雷達(dá)發(fā)射機(jī)采用主振放大式時(shí)，脈沖初相由主振源控制，發(fā)射信號(hào)是全相參的。相位檢波通常是在中頻上進(jìn)行的，因?yàn)樵诔獠罱邮諜C(jī)中，信號(hào)的放大主要依靠中頻放大器。在中頻進(jìn)行相位檢波，仍能保持和高頻相位檢波相同的相位關(guān)系。E.鎖相相參動(dòng)目標(biāo)顯示當(dāng)發(fā)射機(jī)采用自激振蕩器時(shí)，脈沖高頻起始相位是隨機(jī)的，因此，為了保持相參，應(yīng)釆用鎖相的辦法。2?消除固定目標(biāo)回波在相位檢波器輸出端，固定目標(biāo)的回波是一串振幅不變的脈沖，而運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的回波是一串振幅調(diào)制的脈沖。將它們加到偏轉(zhuǎn)調(diào)制顯示器上，固定目標(biāo)的回波是振幅穩(wěn)定的脈沖，而運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的回波呈現(xiàn)上下“跳動(dòng)”的“蝴蝶效應(yīng)”?？梢愿鶕?jù)這種波形特點(diǎn)，在偏轉(zhuǎn)顯示器上區(qū)分固定目標(biāo)與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。如果要把回波信號(hào)加到亮度調(diào)制顯示器或終端數(shù)據(jù)處理設(shè)備，則必須先消除固定目標(biāo)回波。最直觀的一種辦法是將相鄰重復(fù)周期的信號(hào)相減，使固定目標(biāo)回波由于振幅不變而相互抵消；運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波相減后剩下相鄰重復(fù)周期振幅變化的部分輸出。相消設(shè)備特性相消設(shè)備等效于一個(gè)梳齒形濾波器，其頻率特性在f=71/；.各點(diǎn)均為零。固定目標(biāo)頻譜的特點(diǎn)是，譜線位于九辦點(diǎn)上，因而在理想情況下，通過(guò)相消器這樣的梳齒濾波器后輸出為零。但當(dāng)目標(biāo)的多普勒頻率為重復(fù)頻率整數(shù)倍時(shí)，其頻譜結(jié)構(gòu)也有相同的特點(diǎn)，故通過(guò)上述梳狀濾波器后無(wú)輸出。數(shù)字相消器相消器需要遲延線將信號(hào)遲延一個(gè)脈沖重復(fù)周期并和未遲延的信號(hào)相減。現(xiàn)代大規(guī)模的集成電路的迅猛發(fā)展，可完全用數(shù)字技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的存儲(chǔ)、延時(shí)和各種實(shí)時(shí)運(yùn)算。首先把從相位檢波器輸出的模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。以時(shí)鐘脈沖控制取樣保持電路對(duì)輸入相參視頻信號(hào)取樣，被時(shí)間量化的取樣保持信號(hào)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換電路（A/D變換器）進(jìn)行幅度分層，轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)輸出。數(shù)字信號(hào)的延遲可用存儲(chǔ)器完成，將數(shù)字信號(hào)按取樣順序?qū)懭氪鎯?chǔ)器內(nèi)，當(dāng)下一個(gè)重復(fù)周期的數(shù)字信號(hào)到來(lái)時(shí)，由存儲(chǔ)器中都會(huì)出同一距離單元的信號(hào)進(jìn)行相減運(yùn)算,在輸出端得到跨周期相消的數(shù)字信號(hào)。一般取樣間隔應(yīng)小于脈沖寬度的一半，即在一個(gè)脈沖寬度以內(nèi)取樣兩次以上。A/D變換器的量化位數(shù)N應(yīng)選到N27后，量化損失低于O.OSdB,可以忽略其影響。N的選擇還對(duì)系統(tǒng)改善因子有影響。3.解決盲速和盲相