《雷达基础知识》专题二:速度(2) 留言

速度分辨率

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窄带滤波器是通过对某段时间输出信号的积分来实现选择,积分时间越长,多普勒滤波器带宽越小。这个积分时间称为脉冲串周期或者相干处理间隔(CPI)。速度分辨率是一个关于多普勒滤波器带宽的函数。

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多普勒滤波器带宽与雷达积分时间的关系。速度分辨率本质上是基于最好的多普勒频移,这个频移等于多普勒滤波器带宽。例如,多普勒滤波器的带宽为200Hz,雷达发射信号波长为0.03m,那么,雷达的速度分辨率是3m/s。

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如图所示,每单位多普勒滤波器带宽的速度分辨率是关于雷达载波频率的函数。雷达载波频率越高,对于给定相同多普勒滤波器带宽条件下的速度分辨率越好,这也是为什么大多数多普勒雷达都是高频的原因,脉冲串波形可以允许任何好的多普勒分辨率,并且其周期可以根据需求而改变,所以说,雷达是一个大的系统工程问题。

速度模糊

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脉冲串波形存在频域模糊,雷达系统利用多普勒滤波器组来测量多普勒频移,多普勒滤波器组的频率范围一般就是脉冲重复频率(PRF),因此,当多普勒频移在±PRF/2的范围内,就不会产生速度模糊。

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但当多普勒频移在±PRF/2的范围外,通过减去一个整数倍数的PRF就可以使其出现在-PRF/2〜+PRF/2。从频域转换到速度域带来不模糊速度,与多普勒频移为±PRF/2存在一定的关系。

一般来说,设计多PRF可以使回波在一个测量区域内模糊,而在另一个测量区域不模糊。另外,有一些雷达系统通 过使用连续PRF来解决距离或速度模糊问题,即距离PRF后紧跟速度PRF,反之亦然。

速度跟踪

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速度跟踪作为时间的函数表示对目标的速度进行跟随,即测算连续的速度变化量。“跟踪门”可以对周围指定速度的目标进行跟踪。雷达系统可以通过闭环控制系统自动跟踪目标,也可以通过操作者进行手动跟踪,或者两者结合起来使用。另外,可以选择性地对雷达系统多普勒滤波器组的输出进行监视查看。

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速度测量跟踪是通过在时域上跟随目标的多普勒移动来实现的。当单个目标被跟踪时,这个常用的速度跟踪技术就是“速度门”。这个技术可以在两个窄带多普勒滤波器之间区分接收目标。

 

原文始发于微信公众号(雷达通信电子战)

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