调频雷达

雷达信号处理模块是 雷达系统中非常重要的一个组成部分,其主要目的是尽可能的滤除掉 噪声、杂波和干扰信号而较好的保留雷达回波信号。通过对信号的处理,提取回波信号中包含的目标的距离信息、速度信息、角度信息。然后将处理的数据送到数据处理系统做进一步的处理,从而完成对目标的检测。

雷达信号处理技术包括: 脉冲压缩、杂波对消、 多普勒滤波器、恒虚警处理等。

线性调频雷达的正常工作必须满足两个条件:

其一,必须发射一个载频在脉冲宽度内按线性规律变化的脉冲信号,即载频在脉内具有抛物线相位谱,且要求其时宽-带宽积远大于1 (即线性调频信号);

其二,接收机中必须有一个与发射信号“相位共辄匹配”的网络(即匹配滤波器),其相位色散的绝对值与发射信号相同,但符号相反(从频域时间特性上理解则是调频斜率相同,方向相反)。

图中A）表示 LFM 脉冲信号的包络，其脉冲宽度为τ 。图中 B）表示 LFM 信号的载频调制规律，其载频由初始频率1f 按线性规律变化到终止频率2f ，调频宽度2 1Δf = f − f，调频斜率为 k = Δf /τ。图中 C）表示接收机中压缩网络的频率—时延特性，它表征了压缩网络对输入信号中不同频率分量的群延迟特性。从图中可以看出，其变化规律也是线性的，它的斜率与原 LFM 信号数值相同，符号相反，具有对低频分量延时长，高频分量延时短的特性，因而是与输入LFM 信号完全匹配的。当 LFM 信号进入雷达接收机后，低频分量1f 最先通过压缩网络，获得一个最长时延d1t ，相隔脉冲宽度τ 时间的高频分量2f 最后进入雷达接收机，通过压缩网络后，获得一个最短时延d2t 。由于压缩网络的频率—时延特性是与输入 LFM 信号完全匹配的，因此，LFM 信号的不同频率分量，几乎是同时从压缩网络中输出，压缩成为一个单载频的窄脉冲eτ 。图中D）给出了不同 频率分量与时延之间的对应关系以及理想输出脉冲信号的宽度和包络。 观察图中 D）可以发现，