动目标显示与动目标检测

6.5 动目标显示与动目标检测 引言 1.目标回波频谱 6.5.1 目标回波和杂波的频谱 2.杂波频谱 原理 递归 传统 非递归 6.5.2 MTI 滤波器 零点分配算法 滤波器设计 优化 预测误差算法 结语 原理 MTI+FFT 6.5.3 MTD 滤波器 滤波器设计 点最佳 等间隔最佳 结语 6.5.4 改善因子分析 MTI MTD 6.5 动目标显示与动目标检测 雷达探测的运动目标如飞机，导弹，舰艇，车辆等周围存在各种背景，包括不动的地物和运动着的云雨，海浪或金属丝干扰等。动目标显示（Mov ing Target Indicator :MTI）与动目标检测（Mov ing Target Detection: MTD）就是使用各种滤波器，滤去这些背景产生的杂波而取出运动目标的回波。此外也可以通过把雷达安装在山上、增加雷达天线的倾角、安装防杂波网来阻止杂波进入天线；或通过调整雷达天线的波束形式、采用极化技术、降低雷达的分辨单元、在时域采用CFAR 检测、自适应门限、杂波图来抑制杂波。在频域上应用MTI 与MTD 技术可以提高信杂比，改善杂波背景下检测运动目标的能力。本节首先分析目标回波和杂波的频谱特性；然后分别讨论 MTI 与MTD 原理及滤波器设计方法；最后分析 MTI 与MTD 对改善因子的提高。 6.5.1 目标回波和杂波的频谱 运动目标回波和杂波在频谱结构上有所差别，运动目标检测就是利用这种差别，从频率上将它们区分，以达到抑制杂波而显示目标回波的目的。为此，应首先弄清楚目标和杂波的回波的特性。 (1) 目标回波的频谱 雷达发射相参脉冲串，其脉冲宽度为eT ，脉冲重复频率为rf 。当天线不扫描而对准目标时，所得脉冲为无限脉冲串。调制信号)(1 tu及其频谱)(1 fU分别为  nerTnTtrectAtu)(1 (6.5.1) nreerefnfTfTfTATfU)()sin()(1 (6.5.2) A 为信号振幅。而高频载波)(2 tu及其频谱)(2 fU为 ttu02cos)( (6.5.3) )]()([21)(002fffffU (6.5.4) 发射的相参脉冲串)()()(21tututu，故其频谱)( fU为 )()()(21fUfUfU (6.5.5) t脉冲发射At回波(固定)t回波(运动)( )mutt02Rc0 2(R - R)c(d)(c)(b)(a)rfrfrfffff0f0f0f0f0dff0dff0()dff0()dff01f01f01f01f01f01dff01()dff01dff01()dff(d)(c)(b)(a)发射信号频谱固定回波频谱动目标回波频谱天线扫描动目标回波频谱( )mUf 图 6.5.1 发射...