HotZ-雷达系统(第一章)优质PPT.pptx

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2021-08-079发射脉冲串波形时可能产生距离模糊常见雷达波形介绍脉冲雷达的最大无模糊距离：

Rmax=cTr/2发射脉冲串波形时可能产生速度模糊脉冲雷达的最大无模糊多普勒：

fdmax=fr/22021-08-0710常见雷达波形介绍两大类脉冲串波形：

相参脉冲串和非相参脉冲串2021-08-0711常见雷达波形介绍相参脉冲串频谱相参脉冲串频谱非相参脉冲串频谱2021-08-0712常见雷达波形介绍13有多普勒频移的CW信号的频谱图2021-08-07相参脉冲串雷达的速度模糊问题相干脉冲串频谱（固定目标无多普勒频移）中心波瓣滤波器有多普勒频移的目标回波将含有多普勒频移目标的中心波瓣区域展开常见雷达波形介绍脉冲重复频率（PRF）不同类型PRF的距离、多普勒频率模糊特性PRF距离多普勒低不模糊模糊中模糊模糊高模糊不模糊PRF参差2021-08-0714PRF交织在一个停留时间内有多种PRF2021-08-0715常见雷达波形介绍连续波信号相参脉冲串信号PRI捷变波形频率捷变信号频率分集信号极化捷变信号双脉冲信号双路信号脉冲压缩信号分布频谱信号沃尔什函数信号冲激信号（雷达系统,向敬成.表1-1）1.常见雷达波形2.雷达信号模糊函数第一章雷达系统基础2021-08-0716基本概念雷达分辨力在多目标环境中，雷达区分两个或两个以上邻近目标的能力（距离、速度、角度进行分辨）。

发射信号波形决定天线方向图（波束）波形设计理论依据、工具模糊函数信号固有分辨力2021-08-0717基本概念模糊函数研究雷达波形的数学工具，反映了雷达波形在2021-08-0718距离和径向速度二维上的精度和分辨力波形性能可通过所定义的分辨常数和模糊函数进行比较模糊与分辨是对立概念。

目标分辨场景目标分辨问题有两个相同的点目标A和B，它们相对雷达是视角相同的邻近目标从距离和径向速度二维进行分辨发射信号为参考目标A为基准,则：

A的回波复包络为B的回波复包络为为两个目标距离差对应的时间间隔为两个目标相对径向速度差对应的多普勒频移2021-08-0719距离模糊函数与距离分辨率中衡量两个信号为“不同”的参数：

均方差值设信号是维几何空间的点或矢量用两点间的距离度量点和点的可分辨程度对误差的均方，或均方差2021-08-0720距离模糊函数与距离分辨率距离分辨问题描述A、B相对雷达径向速度相同仅有距离差时延以目标A为基准，则：

A的回波信号为B的回波信号为当时，A、B完全不可区分用两个信号的均方差来衡量它们距离上的差别2021-08-0721距离模糊函数与距离分辨率均方误差信号能量取决于该积分式义：

距离模糊函数定数学上信号的复自相关函数雷达上信号的距离模糊函数2021-08-0722距离模糊函数与距离分辨率，有尽距离模糊函数分析：

两个目标从距离上越难分辨易分辨距离模糊函数特殊情况当时，两目标完全重合在一起，无法分辨（误认为单目标）不可预知，不受雷达控制显然值或既与时延关,也与波形函数有关要提高距离分辨率，在于设计一个信号函数使尽可能大，或可能小2021-08-0723距离模糊函数与距离分辨率想的最理时，最大化的实际在处最大；

在，位置迅速降低冲激函数实际2021-08-0724距离模糊函数与距离分辨率衡量波形距离分辨力的参数有：

固有（或名义）距离分辨力延时分辨常数信号固有分辨力常用模糊函数的主瓣宽度定义。

如：

3dB（半功率）主瓣宽度对Sinc型模糊函数，还常采用4dB主瓣宽度采用固有分辨力定义的缺陷:

只考虑了主瓣内邻近目标的分辨能力，没有考虑旁瓣干扰对目标分辨的影响2021-08-0725距离模糊函数与距离分辨率时延分辨常数的数学表达式定义为：

将主瓣、基底旁瓣和模糊瓣的全部能量都计算在内，再除以主瓣顶点的功率所得的时间宽度表示信号能量集中在区域的能力越趋近于冲激函数分辨力2021-08-0726距离模糊函数与距离分辨率数时延分辨常的频域形式27的自相关函数：

信号的自相关函数和功率谱是一对傅立叶变换对：

帕斯瓦尔关系式频域形式为：

2021-08-07距离模糊函数与距离分辨率有效相关带宽定义：

了逼近频域时域:

反映的能力：

反映了1（均匀谱）（信号功率谱逼近均匀谱的能力）的表明信号距离模糊函数与冲激函数相似的程度。

表明波形频谱与冲激函数的频谱（均匀谱）的相似程度，故称频谱持续宽度。

分辨力有效相关带宽距离分辨力2021-08-0728距离模糊函数与距离分辨率距离分辨常数为：

用信号的有效相关带宽或延时分辨常数来表示，而不是脉冲宽度宽脉冲与高距离分辨力不是不相容的，关键在于信号的有效相关带宽宽的有效相关带宽反映高距离分辨力2021-08-0729距离模糊函数与距离分辨率注意至今尚无一个统一的参数能够完全反映信号的2021-08-0730分辨特性匹配滤波器输出的波形有三种：

1单瓣响应2周期性旁瓣3基底旁瓣速度模糊函数与速度分辨率速度分辨问题描述A、B相对雷达距离相同只有径向速度差多普勒频移以目标A为基准，则：

A的回波信号为B的回波信号为仿照距离分辨率推导均方差2021-08-0731速度模糊函数与速度分辨率速度模糊函数定义易分辨描述波形对相邻速度目标分辨力的参数：

波形主瓣宽度多普勒分辨常数2021-08-0732速度模糊函数与速度分辨率多普勒分辨常数定义反映速度模糊函数逼近冲激函数形状的能力2021-08-0733速度模糊函数与速度分辨率多普勒分辨常数的时域表示形式根据帕斯瓦尔关系式、的频谱、频移特性：

用频谱表示为：

信号的频率自相关函数再根据对偶关系：

2021-08-0734速度模糊函数与速度分辨率以及帕斯瓦尔关系式，则：

对偶2021-08-0735速度模糊函数与速度分辨率有效相关时间定义频域：

反映了的能力逼近时域：

反映了1（直流，时宽无限长）有效相关时间速度分辨力信号在时域上持续宽度越大，速度分辨能力越强2021-08-0736速度模糊函数与速度分辨率速度分辨常数定义2021-08-0737关于距离、径向速度分辨力的结论结论1：

信号频谱越宽，距离分辨力越高结论2：

信号时域持续期越宽，速度分辨力越好对一般信号而言：

时宽频宽有没有时宽、频宽都大的信号？

如，LFM脉冲信号2021-08-0738距离-速度模数函数与其联合分辨力2021-08-0739距离-速度二维联合分辨问题定义点目标A和B同时存在距离差和时间差，即：

以目标A为基准，则：

A的回波信号复包络为B的回波信号复包络为同理，可得均方差误差为：

信号复包络的时间-频率复合自相关函数距离-速度模数函数与其联合分辨力距离-速度二维模糊函数定义决定了二维分辨能力目标易分辨常用来衡量对目标的距离-速度联合分辨力越接近1时，目标越难分辨2021-08-0740距离-速度模数函数与其联合分辨力什么是模糊图函数？

（完全描述了相邻目标的模糊度或可分辨性）什么是模糊图？

由绘成的时延-频移-功率幅度三维空间图形什么是模糊度图？

模糊图在某一高度上的截面（即二维模糊图）2021-08-0741距离-速度模数函数与其联合分辨力模糊图模糊度图高斯信号的模糊图高斯信号的模糊度图高斯信号举例：

模糊图、模糊度图距离、速度均无法分辨距离可分辨、速度无法分辨距离、速度均可分辨2021-08-0742距离-速度模数函数与其联合分辨力用模糊度图判别两个目标可分辨的方法通常以一个目标为参考，即位于原点处，另一目标以相对为变量进行绘制。

若另一目标的相对值落入着色区域之外，则认为两目标可分辨。

如，目标B或C若另一目标的相对值落入着色区域之内，则认为两目标不可分辨。

如，目标D模糊度图判别模糊很直观2021-08-0743距离-速度模数函数与其联合分辨力延时-多普勒分辨常数定义等效模糊面积用平面上的等价面积来衡量延时和多普勒频移联合分辨力说明延时和多普勒联合分辨率的限制。

无论怎样使在或的某一方减小，其结果将带来另一方的增大。

注意：

（雷达模糊原理）2021-08-0744距离-速度模数函数与其联合分辨力模糊函数性质（5个）性质原点对称性物理意义模糊曲面关于原点中心对称性质原点极大值物理意义模糊图函数最大值位于处物理意义模糊图函数最大点就是均方差准则的最小点，即最难分辨点2021-08-0745距离-速度模数函数与其联合分辨力2021-08-07性质模糊体积不变性（模糊原理）物理意义模糊曲面下的总体积只取决于信号能量，而与信号形式无关。

物理意义在信号能量相同的情况下，适当选择信号形式满足雷达工作环境及功能的要求。

例如，在需要分辨目标的区域内使模糊图的体积分布小些，从而提高分辨力。

线性调频脉冲压缩技术短脉冲折衷长脉冲46距离-速度模数函数与其联合分辨力性质变换性波形变化对模糊函数的影响时域平方相位项模糊函数相对于轴旋转、拉长频域平方相位项模糊函数相对于轴旋转、拉长时间比例变化的影响2021-08-0747频率比例变化的影响距离-速度模数函数与其联合分辨力性质轴切割性距离模糊函数2021-08-0748速度模糊函数几种典型信号的模糊函数恒载频矩形脉冲信号复包络：

（单位能量）将上式代入模糊函数定义式中，得：

和，把上面的积分划分为三个区域：

首先确定积分限

（1）

（2）（3）2021-08-0749几种典型信号的模糊函数恒载频矩形脉冲信号

（1）

（2）2021-08-0750几种典型信号的模糊函数恒载频矩形脉冲信号（3）综合

（1）、

（2）和（3），得：

2021-08-0751几种典型信号的模糊函数恒载频矩形脉冲信号根据模糊函数性质的轴切割特性，得：

距离模糊函数：

速度模糊函数：

2021-08-0752几种典型信号的模糊函数恒载频矩形脉冲信号恒载频矩形脉冲信号模糊图“刀刃型”模糊函数2021-08-0753几种典型信号的模糊函数恒载频矩形脉冲信号恒载频矩形脉冲信号模糊度图2021-08-0754几种典型信号的模糊函数恒载频矩形脉冲信号轴的切割图形轴的切割图形2021-08-0755几种典型信号的模糊函数恒载频矩形脉冲信号模糊函数特点a.模糊度图近似为椭圆;

b.长轴（）为，取决于信号时宽;

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