第8章运动目标检测及测速 813盲速和频闪 雷达处于脉冲工作状态时,将发生区别于连续工作状态的 特殊问题,即盲速和频闪效应。 所谓盲速,是指目标虽然有一定的径向速度vn但若其回波信 号经过相位检波器后,输出为一串等幅脉冲,与固定目标的回波 相同,此时的目标运动速度称为盲速。 而频闪效应则是当脉冲工作状态时,相位检波器输出端回波 脉冲串的包络调制频率F,与目标运动的径向速度v不再保持正 比关系。此时如用包络调制频率测速时将产生测速模糊。 产生盲速和频闪效应的基本原因在于,脉冲工作状态是对连 续发射的取样,取样后的波形和频谱均将发牛变化,下面将予以 讨
第 8 章 运动目标检测及测速 8.1.3 盲速和频闪 当雷达处于脉冲工作状态时, 将发生区别于连续工作状态的 特殊问题, 即盲速和频闪效应。 所谓盲速, 是指目标虽然有一定的径向速度vr , 但若其回波信 号经过相位检波器后, 输出为一串等幅脉冲, 与固定目标的回波 相同， 此时的目标运动速度称为盲速。 而频闪效应则是当脉冲工作状态时, 相位检波器输出端回波 脉冲串的包络调制频率Fd , 与目标运动的径向速度vr不再保持正 比关系。此时如用包络调制频率测速时将产生测速模糊。 产生盲速和频闪效应的基本原因在于, 脉冲工作状态是对连 续发射的取样, 取样后的波形和频谱均将发生变化, 下面将予以 讨论
第8章运动目标检训及测速 由式(810)知,当雷达信号为窄带信号时运动目标的雷达 回波:(1)为 S(t)=Re iku(t-t)exp [(+od(t-to)) 式中,t为复包络迟延,而为高频的多卜勒频移。当雷达处于脉 冲工作状态时,简单脉冲波形时的复调制函数(1)可写成 ()=∑rcl t-nT 式中,rect表示矩形函数;为脉冲宽度,T为脉冲重复周期
第 8 章 运动目标检测及测速 由式(8.1.10)知, 当雷达信号为窄带信号时, 运动目标的雷达 回波sr (t)为 sr (t) =Re｛ku(t-t r )exp［j(ω0+ωd )(t-t0 )］｝ 式中，t r为复包络迟延, 而fd为高频的多卜勒频移。当雷达处于脉 冲工作状态时, 简单脉冲波形时的复调制函数u(t)可写成 =− − = n nTr t u t rect ( ) 式中, rect表示矩形函数; τ为脉冲宽度; Tr为脉冲重复周期
第8章运动目标检训及测速 l()的频谱U(是一串间隔f=1/T的谱线,谱线的包络取决于 脉冲宽度τ的值。运动目标的回波信号是(11)和具有多卜勒频移 的连续振荡相乘,因而其频谱是两者的卷积, s(D分S(f)=U()⑧[δ(∫-f-fa)+o(f+f0+f U(f-fo -fd)+u(f+f o+fd) 如图84(b)所示,相当于把U的频谱中心分别搬移到+f和 (f)的位置上
第 8 章 运动目标检测及测速 u(t)的频谱U(f)是一串间隔f r = 1/Tr的谱线, 谱线的包络取决于 脉冲宽度τ的值。运动目标的回波信号是u(t-t r )和具有多卜勒频移 的连续振荡相乘, 因而其频谱是两者的卷积, ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) [ ( ) ( )] 0 0 0 0 d d r r d d U f f f U f f f s t S f U f f f f f f f = − − + + + = − − + + + 如图8.4(b)所示，相当于把U(f)的频谱中心分别搬移到f0+fd和- (f0+fd )的位置上
第8章运动目标检训及测速 相位检波器的输入端加有频率为G的相参电压和回波信号电 压,在其输出端得到两个电压的差频,如图84(4所示,其谱线的 位置在nf±f处,n=0,±1,±2,…,谱线的包络与U(相同。 由图84的频谱图可以看出脉冲信号产生“盲速”的原因:固 定目标时,∫=0,其回波的频谱结构与发射信号相同,是由f和 f6±n的谱线所组成。对于运动目标回波,谱线中心移动fa,故其 频谱由f后、ff后±mf的谱线组成,经过相位检波器后,得到G及 nf后的差频,其波形为多卜勒频率后调幅的一串脉冲。当f=nf 时,运动目标回波的谱线由n所组成,频谱结构与固定目标回波 的相同,这时无法区分运动目标与固定目标
第 8 章 运动目标检测及测速 相位检波器的输入端加有频率为f0的相参电压和回波信号电 压, 在其输出端得到两个电压的差频, 如图8.4(d)所示, 其谱线的 位置在nfr±fd处, n=0, ±1, ±2, …, 谱线的包络与U(f)相同。 由图8.4的频谱图可以看出脉冲信号产生“盲速”的原因: 固 定目标时，fd=0, 其回波的频谱结构与发射信号相同, 是由f0和 f0±nfr的谱线所组成。对于运动目标回波, 谱线中心移动fd , 故其 频谱由f0+fd、f0+fd±nfr的谱线组成, 经过相位检波器后, 得到fd及 nfr±fd的差频, 其波形为多卜勒频率fd调幅的一串脉冲。当fd=nfr 时, 运动目标回波的谱线由nfr所组成, 频谱结构与固定目标回波 的相同, 这时无法区分运动目标与固定目标
第8章运动目标检训及测速 从图84的频谱图上也可以分析产生频闪的原因:当多卜勒频 率/超过重复频率的一半时,频率mf的上边频分量mf+与频率 (n+1)的下边频分量(n+1)在谱线排列的前后位置上交叉。两 个不同的多卜勒频率f1和f2,只要满足fG1=f-J2,则二者的谱线 位置相同而无法区分。同样,当G1=f+时,二者的频谱结构相 同也是显而易见的。因此,在相参脉冲雷达中,如果要用相位检 波器输岀脉冲的包络频率来单值地测定目标的速度,必须满足的 条件是 (8.1.16
第 8 章 运动目标检测及测速 从图8.4的频谱图上也可以分析产生频闪的原因: 当多卜勒频 率fd超过重复频率f r的一半时, 频率nfr的上边频分量nfr+fd与频率 (n+1)f r的下边频分量(n+1)f r -fd在谱线排列的前后位置上交叉。 两 个不同的多卜勒频率fd1和fd2 , 只要满足fd1 =nfr -fd2 , 则二者的谱线 位置相同而无法区分。同样, 当fd1 =nfr+fd2时, 二者的频谱结构相 同也是显而易见的。因此, 在相参脉冲雷达中, 如果要用相位检 波器输出脉冲的包络频率来单值地测定目标的速度, 必须满足的 条件是 d r f f 2 1 (8.1.16)