在雜波背景中,如果目标與雜波的徑向速度不同,可以通過脈沖多普勒(PD)雷達對其進行檢測。
根據IEEE的定義,多普勒雷達是指利用多普勒效應,對目标相對于雷達的徑向速度分量進行測定,或對具有特定徑向速度的目标徑向提取的雷達,如果該雷達發射的是脈沖信号,則稱為脈沖多普勒雷達。其基本思想是利用多普勒效應在雜波環境中提取出較小的運動目标。
多普勒效應
雷達和目标之間存在相對運動,信号波形會被壓縮或展寬,雷達的反射回波會産生頻率偏移,偏移跟散射體與雷達的相對徑向速度成正比,這就是多普勒效應。
多普勒頻移的幅度是通過信号的相位進行計算的,因此要求脈沖多普勒是相參雷達,從而可以保留相位信息。測量出多普勒頻移,可通過下面的公式計算目标的徑向速度,再根據目标和雷達視線之間的夾角求解目标速度。
脈沖重複頻率
Pulse Repetition Frequency, PRF
雷達每秒鐘發射的脈沖數被稱為PRF,脈沖重複間隔PRI=1/PRF,如果目标回波都在一個PRI内到達,那麼是沒有距離模糊的問題的。
可是當脈沖發射密集,也就是高PRF,那麼目标回波不會在一個周期内回來,可能會在第N個脈沖内才回來,這樣就不能判斷該回波的距離了。
低重頻雷達
該模式具有距離不模糊的特性,但是多普勒頻率可能是重頻的很多倍,因此速度往往是模糊的,目标回波和雜波都會折疊刀參考多普勒頻率與第一盲速的區域,而采用多普勒梳狀濾波器可以在雜波中盡可能的保留目标信息。這類雷達的多普勒模糊程度往往非常嚴重,并且解決起來較困難,難以區分地面移動目标和空中運動目标。
低重頻雷達為了增大平均功率,需要增加脈沖寬度,為了滿足距離精度要求,則應采用較大的脈沖壓縮比。
高重頻雷達PRF的增加使得發射機的平均發射功率得以更大限度的利用,這增強了目标的檢測能力。對于高重頻雷達,距離高度模糊,所有距離上的副瓣雜波都折疊刀雷達發射信号的周期内對應的距離間隔内,因此隻能在頻域抑制副瓣雜波。
對于距離模糊,可以通過改變雷達重頻或頻率調制波形來實現解距離模糊,但是重頻的改變會導緻無雜波區探測距離的降低。
中重頻雷達該模式的信号處理方式跟低重頻模式極為相似,但也有一些不同,多普勒濾波器通帶要設計的非常窄,以濾除因多普勒模糊導緻的過量副瓣雜波,并且還需要解決距離模糊和多普勒模糊的額外措施。
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